2021年，世界航天将迎来一系列高难度任务，将会成为航天史上具有划时代意义的一年。中国正式进入空间站时代，中国载人航天工程将开始实施最重要的第三步，全面建造天宫空间站。未来两年内，长征二号F（神箭，发射神舟载人飞船）、长征七号（发射天舟货运飞船）和长征五号B（发射天宫最重要的核心舱和实验舱等）这三大主力火箭将陆续进行11次任务，以期顺利建成中国天宫空间站。
2020年7月的火星探测窗口，人类派出了史无前例的火星探测阵容，三个任务先后出发。
其中包括：1.7月20日，阿联酋首个火星探测器“希望号”发射成功，她也是阿拉伯世界首次火星探测器；2.7月23日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空，天问一号包括轨道器、着陆器、巡视器，是人类探测火星近几十年来工程技术方面最复杂的一次任务；3.7月30日，美国“毅力号”火星车携首架火星直升机“机智”号一同前往火星，这也是人类最复杂最昂贵的火星探测任务，机智号是人类首次在地外天体使用直升机技术。
随着技术难度和预期目标的逐渐提升，原计划2007年发射、预算5亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜，一直拖延到2021年10月31日发射、预算逼近100亿美元。这让它的成本甚至远超著名的哈勃太空望远镜，成为当之无愧的史上最贵科学类航天任务。
作为商业航天势力的引领者，美国太空探索技术公司Space X成为了搅动世界航天的超级“鲶鱼”。
仅在2020年，Space X进行了26次火箭发射，100%成功，总发射次数突破100，发射的载荷数量和重量都为世界之最。在2020年的26次发射任务中，5次为新火箭、21次为复用火箭，突破了火箭7次发射复用技术。其中2次为载人任务，让美国重新获得本土出发的载人航天能力；3次为军方载荷，获得了不菲的利润；14次为星链任务，共计部署了800余颗卫星，使得Space X跃居为世界最大卫星运营商。
2021年，将会有一系列复杂的深空探测任务迎来重要节点时刻。已经吞金近400亿美元的NASA重型火箭太空发射系统（SLS）和猎户座飞船组合将迎来关键时刻，它们将为阿尔忒弥斯月球探测计划执行首次飞行任务，这是目前世界最先进火箭和飞船的组合测试。NASA露西号小行星探测器将会发射，这是人类史上最复杂的一次小行星探测任务，在12年的时间内，它将遍访1颗主带小行星和6颗特洛伊小行星。
NASA朱诺号木星探测器将迎来重要时刻，它已经在太空中飞行了9年之久，原计划在2021年7月30日完成第34次接近木星后受控坠入木星，实现类似卡西尼号坠入土星的“华丽终章”。科学家们依然在紧张评估它的状态，可能会延期它的服役时间。NASA冥王号（OSIRIS-REx）小行星探测器将会从贝努出发，将耗时三年返回地球。