简称“多级火箭”。由两枚或两枚以上火箭串接而成的运载火箭。每级火箭装有发动机（一台或几台）和推进剂。飞行过程：第一级火箭推进剂用完后即脱离整体，第二级火箭发动机开始工作，之后第二级脱离，接着第三级、第四级依次工作。最后一级火箭推进剂用完后，可以脱离或作为飞行器一部分。在飞行中逐次减少火箭无效的重量，故能提高飞行器最终速度。但级数不宜过多。发射人造地球卫星常采用二级或三级火箭，对于高轨道的人造地球卫星（如地球同步卫星）、月球探测器、行星和行星际探测器等常采用四级火箭。

多级运载火箭结构图 A.第一级 B.第二级 C.第三级 D.有效载荷 1.发动机 2.燃料箱 3.氧化剂箱 4.宇宙飞行器