攻击
尽管X-37B目前还属于低轨道航天器，其直接的太空作战能力有限，但军事专家认为，X-37B可搭载导弹、激光发射器等先进武器实施远程精确打击，其作战潜力不可低估。
X-37B升空后可迅速到达全球任何目标的“上空”，利用自身携带的武器对敌国卫星和其他航天器采取控制、捕猎和摧毁等攻击，甚至向敌国地面目标发起攻击。由此可见，X-37B完全有可能成为“轨道轰炸机”。
侦察
目前，美军的航天侦察能力主要由国家侦察局负责，但存在作战响应慢、费用昂贵等不足，因此美国国防部决定发展空天飞机以弥补美军航天侦察能力的不足。
X-37B能够搭载多种侦察设备，在高空对海陆空目标及外太空目标进行侦察，并将侦察信息实时传递给作战单位。如果这种无人空天飞机可靠的话，可以促使美军快速大量部署低轨道侦察卫星。
军用价值
X-37B的具体飞行任务为军事机密，归属美国空军太空司令部控制。美国军方采购了第二
架性能更好的X-37B飞机，于2011年试飞。
