Propulsoarele OMS (Orbital Maneuvering system) sunt folosite pentru a asigura navetei un plus de putere pentru inserţia orbitală, pentru modificarea orbitei şi pentru revenirea pe Pământ. Ele intră în funcţiune după ce motoarele principale au fost oprite. OMS nu sunt folosite de fiecare dată imediat după lansare, în zborurile recente spre ISS, ele sunt păstrate doar pentru cazul în care parametrii orbitei iniţiale nu sunt optimi şi trebuie ajustaţi sau pentru a urca pe orbită o încărcătură mai grea decât de obicei, pentru a folosi la maxim capacitatea de transport a navetei spaţiale.
Motorele OMS sunt în număr de două, dispuse simetric în partea din spate a fuselajului, de o parte şi de alta a aripei verticale. Sub cele două protuberanţe vizibile se găsesc câte un motor, un rezervor cu combustibil, un rezervor pentru oxidant, un rezervor pentru heliu, cât şi alte echipamente auxiliare. Cele două motoare sunt identice şi de obicei folosite în tandem, deşi folosirea lor individuală este posibilă.
Combustibilul pentru OMS este monometilhidrazina (CH3(NH)NH2) iar oxidantul este tetraoxidul de azot. Cele două substanţe sunt hipergolice, adică se aprind în contact una cu alta, ceea ce înseamnă că nu mai este nevoie de niciun dispozitiv de aprindere, însă sun extrem de toxice şi corozive, ceea ce cauzează probleme în manipularea şi stocarea lor la sol. Cele două substanţe rămân de obicei lichide pe toată perioada unei misiuni a navetei spaţiale, însă pentru orice eventualitate, rezervoarele au sisteme de încălzire electrică, pentru a împiedica îngheţarea combustibilului în cazul în care naveta se vede nevoită să execute o misiune mai îndelungată pe orbită.
Fiecare motor OMS are un rezervor cu azot presurizat care este folosit pentru acţionarea diverselor valve şi pentru purjarea sistemului, după o ardere. Motoarele OMS nu au pompe pentru pomparea combustibilului, acesta fiind transportat prin presurizarea rezervoarelor cu heliu. Cantitatea de combustibil rămasă este măsurată folosind sonde electrice în interiorul fiecărui rezervor.
Acţionarea motoarelor OMS este comandată de către computerul de bord. Acestuia i se specifică moementul în care arderea începe şi durata acesteia. Motoarele pot fi oprite manual în orice moment, însă ele se opresc automat când parametrii specificaţi sunt atinşi. Acestea pot fi uşor deplasate în jurul axei principale, pentru a deplasa naveta în direcţia dorită.
OMS poate produce o acceleraţie de 0.6 m/s2. Folosind toată cantitatea de combustibil, OMS poate produce un delta-V de 305 m/s. O corecţie orbitală uzuală necesită un delta-V de aproximativ 30 m/s în timp ce manevra de frânare în vederea deorbitării necesită un delta-V aproximativ de 100 m/s. (Delta-V este o măsură e efortului depus de o navă pentru a efectua manevre orbitale, care depinde de puterea motoarele şi de masa navei). Au existat planuri pentru mărirea delta-V prin adăugarea unui kit suplimentar cu combustibil în zona destinată încărcăturii, dar nu s-a materializat niciodată.
În episodul următor vom detalia RCS, sistemul de manevrare orbitală a navetei.

