thumb|240px|Głowica orbitalnego systemu manewrowego wahadłowca Jednym z zespołów promu kosmicznego jest orbitalny system manewrowy OMS (ang. Orbital Maneuvering System). Jest on źródłem ciągu niezbędnego do wejścia na orbitę, zachowania parametrów orbity, wejścia na wyższą orbitę, połączenia z innym statkiem kosmicznym, zejścia z wyznaczonej orbity, deorbitacji. Elementy OMS są usytuowane w dwóch niezależnych głowicach umieszczonych po obu stronach tylnej części kadłuba wahadłowca.
OMS/RCS Głowice OMS zawierają tylne dysze RCS i stanowią wspólnie zespół nazywany OMS/RCS. Każda głowica zespołu zawiera jeden silnik rakietowy OMS, dwanaście dysz RCS i sprzęt związany z dystrybucją paliwa rakietowego. Dwie głowice zapewniają nadmiarowość efektywności działania systemu OMS.
OMS jest wyposażony w dwa silniki manewrowe OMS firmy Aerojet Liquid Rocket Corporation o ciągu w próżni 26,688 kN każdy. Zapewniają one zmianę prędkości równą 305 m/s orbiterowi z ładunkiem 29 500 kg, która może być wykorzystana przy wejściu na określoną orbitę, do zmiany orbity, operacji spotkaniowej i zejścia z orbity. Silniki OMS pracują na hipergolicznych (samozapłonowych) materiałach pędnych: monometylohydrazynie (MMH) stanowiącej paliwo i tetratlenku diazotu (N2O4) – stanowiącym utleniacz.