Une seule fusée ne peut pas tout faire. Transporter des réservoirs vides et des moteurs usagés gaspille du carburant ; les ingénieurs empilent donc les étages. Chaque étage brûle son propergol, puis se sépare et retombe. Le véhicule restant est plus léger et peut accélérer davantage.

Les calculs sont complexes. Atteindre l'orbite exige une variation de vitesse d'environ 9,4 kilomètres par seconde, et le rapport de masse nécessaire pour y parvenir en une seule étape serait absurde. Le lancement par étapes permet de diviser le problème en parties plus gérables.

Configurations de mise en scène courantes

• Véhicules à deux étages pour l'orbite basse
• Véhicules à trois étages pour les trajectoires d'évasion
• Mise en scène parallèle avec rehausseurs d'appoint
• Étagement en série avec étages de base empilés

La séparation est un moment critique. Des boulons explosifs ou des systèmes pneumatiques libèrent l'étage usé, et de petits moteurs l'éjectent. Si la séparation des étages ne se fait pas correctement, la mission prend fin immédiatement.