一類典型的工程系統工程。20世紀40年代初，在電子系統的研製中，開始採用系統工程概念並取得瞭良好效果。50年代中期，在航太系統和軍事系統的研製中出現瞭大系統的新型設計法，為現代系統工程奠定瞭基礎。60年代初期，系統工程在阿波羅工程中的成功運用，標誌著系統工程作為一門科學的組織管理技術開始被人們普遍接受和推廣應用。航太系統的研製和管理為系統工程的理論和方法的應用提供瞭重要的實踐條件，它也是應用系統工程的最大受益者，而航太系統工程的實踐又豐富和發展瞭系統工程的的內容。
典型航天系統 航天系統是由航天器、航天運輸系統、航天器發射設施、航天測控系統、用戶設備(系統)以及其他保障設備組成的完成特定航天任務的工程系統。航天系統的特點是規模龐大、技術復雜、質量可靠性要求高、耗資大、研制周期長、社會和經濟效益顯著。一些典型的航天系統,如“人造地球衛星”1號工程、阿波羅工程、美國航天飛機工程等都是現代典型的大工程系統。
“人造地球衛星“ 1號工程 蘇聯於50年代中期組織實施的第一顆人造地球衛星工程。主要包括:研制“衛星“號運載火箭,改建拜科努爾發射場,研制衛星本體和衛星攜帶的科學探測儀器，建立地面觀測網。蘇聯在1957年10月 4日成功地發射瞭世界上第一顆人造地球衛星──“人造地球衛星”1號，開創瞭人類航天的新紀元。
阿波羅工程 美國於60年代至70年代組織實施的載人登月航天工程，或稱阿波羅計劃。這一工程的目的是實現載人登月飛行和人對月球的實地考察，為載人行星飛行和探測進行技術準備。除二次世界大戰中的V－2工程和曼哈頓計劃（它們的規模要小得多），阿波羅工程是人類科學技術史上少有的大型工程系統，它的完成是世界航天史上具有劃時代意義的一項成就。
美國航天飛機工程 美國於70年代初至80年代初組織實施的可重復使用的大型載人航天器工程。主要包括：研制航天飛機系統，建設發射場和著陸場，確定固體火箭助推器的回收方案，建設助推器的修復設施，改造和擴建測控系統。航天飛機是把運載火箭、載人飛船和飛機的技術結合起來的一種新型航天運輸工具，它充分利用瞭現代航天和航空領域內的各種成熟的先進技術，以及現代科學技術的眾多領域的新成就。整個工程是由政府機構、工業企業和高等院校的龐大隊伍合作，運用系統工程的方法組織實施的。工程歷時約12年，於1982年結束,耗資約150多億美元。這一工程的完成為人類提供瞭全新的航天運輸工具，成為世界航天史上的一個重要裡程碑。
航天系統工程特點 適應航天系統的特點形成瞭現代航天系統工程方法，它具有以下主要特點：
① 建立總設計師制度和總體設計機構對航天系統進行系統設計和管理。航天系統和組成它的各大系統通常都設有總設計師和總體設計機構──總體設計部。總體設計部是按航天系統總體要求組織起來的科學傢、工程師的常設集體，是工程系統的總體論證和設計機構。航天系統的總體設計部是在50年代中期導彈系統的總體設計部基礎上發展起來的，它成為航天系統工程的計劃領導人對整個航天計劃實施科學領導所必不可少的參謀機構。總體設計部在航天系統研制和管理中的重要作用，使人們確認總體設計機構的概念在現代大系統管理中的地位。
② 利用管理信息系統對航天系統進行科學的系統管理。航天管理信息系統是在50年代軍事信息系統基礎上發展起來的，由電子計算機管理的高度自動化的航天工程指揮控制系統在60年代達到瞭相當完善的程度，成為一種整體化管理信息系統，同時指揮著上萬人甚至幾十萬人的活動。
③ 采用系統仿真技術對航天系統進行系統分析和評價。從航天系統的初始概念設計到系統研制和使用，不同型式的仿真得到瞭廣泛應用，以實現事前的工程分析、可靠性分析和技術經濟綜合評價等。例如，在阿波羅工程中應用電子計算機進行各種仿真，確保瞭各項試驗研究準確地按期完成,終於在1969年7月16日通過“阿波羅”11號飛船把 3名宇航員送到月球並安全返回地面。
在航天系統工程的實踐中，還進一步完善和發展瞭計劃協調技術(PERT)、質量控制技術等。