人工衛星を大気圏外まで運ぶロケット。このロケットの心臓部となるエンジンの研究・開発を行っているのが角田宇宙センターです。角田宇宙推進技術研究所（旧航空宇宙技術研究所）と角田ロケット開発センター（旧宇宙開発事業団）が統合して一つになり、より密接に協力しながらロケットエンジンの信頼性向上に重要な役割を果たしていきます。
当センターでは、H-IIAロケット等に搭載する液体ロケットエンジンの研究開発および試験を行っているほか、人工衛星用の液体アポジエンジンや小型球形固体ロケットモータの研究開発も行ってきました。さらに、ロケットエンジンのターボポンプ、燃焼器、ノズルに関係した基礎から応用までの様々な研究を行って、日本のロケットエンジン技術の向上に貢献してきました。
現在では、将来の高性能エンジンとして、地上から宇宙まで使用が可能な複合エンジンに関する研究開発も行っています。また大気圏再突入を模擬した実験、研究も進めています。