Сердцем новой тяжелой ракеты-носителя станет первая ступень высотой более 61 метров и диаметром 8,4 метра. Она будет оснащена «шаттловскими» ракетными двигателями RS-25, работающими на экологически чистом топливе - водороде и кислороде. В настоящее время программа SLS располагает запасом из 16 двигателей RS-25, которые отлично себя зарекомендовали в ходе полетов пилотируемых шаттлов. Также SLS будет оснащена двумя твердотопливными ракетными ускорителями, размещенными по бокам ракеты-носителя. Первый испытательный запуск новой ракеты-носителя состоится в 2017 году с 70-тонной полезной нагрузкой, что уже станет рекордом для современных ракет. Однако в будущем двухступенчатая SLS сможет поднимать на низкую околоземную орбиту рекордные 130 тонн. Такие возможности открывают большие перспективы для освоения околоземного пространства, а главное – полетов вглубь Солнечной системы.
С помощью SLS НАСА будет отправлять в космос пилотируемые и беспилотные космические корабли Orion, крупные исследовательские автоматические миссии и пилотируемые миссии к Марсу, астероидам, Луне. Фактически Space Launch System является «творческой переработкой» исключительно удачной системы запуска шаттлов. Использование проверенных двигателей, ускорителей и экологически чистого топлива, а также минимальный «сухой» вес ракеты-носителя представляют собой удачное сочетание надежных испытанных решений и новейших технологий.