X-37B目的何在？对此，美国空军空间项目副部长、前航天飞机指令长加里·佩顿的解释是，它既是技术验证的平台，也是空间实验平台，显示了美国在可重复使用无人空间实验平台方面的科技实力。言下之意，它是用于科研的。然而，只有6吨重的X-37B不可能携带大型卫星和试验设备，而且是无人机，这些都使“用于实验”的理由显得不那么顺理成章。
对X-37B的真实用途，中国人民解放军国防大学教授李大光指出，在一些航天业内人士看来，X-37B可能是一种先进的太空作战航天器，可在距离地面几百公里的低轨道以每秒7.8公里的宇宙速度环绕地球飞行，在轨道上可以运行270天。投入实战后，可以对近地、远地轨道乃至机动飞行的航天器进行直接攻击。因此，他认为X-37B很可能将是人类首架太空战机。
中国空军指挥学院战略教研室主任王明志认为，美国X-37B项目与“猎鹰”超高音速太空飞行器、X-5IA计划都是帮美国形成全球快速打击能力的项目。反空间核力量和武器全球网络主席戴夫·韦伯称，X-37B是五角大楼利用常规弹头在不到一小时内实施快速全球打击能力计划的一部分。也有专家认为，美国空军正在研究新的间谍活动方式，X-37B或许能作为一种实验平台对间谍卫星的先进传感器进行试验，很有可能开辟新的间谍领域。X-37B可能成为卫星杀手，它装备有10-15米长机械手，可以与别国卫星接近、并轨，然后将其捕获，进而使之成为美国卫星计划的囊中之物。
