Tàu vũ trụ không thể dùng không khí để chuyển hướng. Chúng cần động lượng bên trong. Một bánh xe phản lực quay một khối lượng lớn bên trong tàu, và khi bánh xe tăng tốc theo một hướng, tàu vũ trụ sẽ quay theo hướng ngược lại. Định luật thứ ba của Newton, được áp dụng vào điều khiển hướng.

Ba bánh xe điều khiển ba trục, mặc dù hầu hết các tàu vũ trụ đều có bốn bánh để dự phòng. Các bánh xe này nặng và tiêu tốn nhiều năng lượng, nhưng chúng chỉ sử dụng điện chứ không cần nhiên liệu đẩy, điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho các nhiệm vụ dài ngày.

Giới hạn thực tế

• Bánh xe đạt đến trạng thái bão hòa khi đạt tốc độ tối đa.
• Quá trình khử bão hòa đòi hỏi phải sử dụng động cơ đẩy hoặc mô-men xoắn từ tính.
• Sự mài mòn của ổ trục giới hạn tuổi thọ.
• Rung động có thể ảnh hưởng đến các thiết bị nhạy cảm.

Khi một bánh xe bị hỏng, tàu vũ trụ thường có thể di chuyển bằng ba bánh còn lại, nhưng nó sẽ mất đi tính dự phòng và có thể không thể hướng tới tất cả các mục tiêu. Cả Hubble và Kepler đều gặp sự cố hỏng bánh xe, dẫn đến thay đổi nhiệm vụ của chúng.