Существует множество предположений о возможном использовании X-37B. Например, он может функционировать как спутник-шпион или даже транспортировать оружие в космос. Также считается, что X-37B может шпионить за станцией «Тяньгун-1». Известно, что часть груза использовалась для экспериментов НАСА в предыдущих миссиях.
Вряд ли X-37B будет доставлять на орбиту оружие, учитывая большую продолжительность полёта космического челнока, который провёл в космосе в общей сложности 908 дней в одной из своих последних миссий. Такое длительное пребывание в космосе указывает на исследовательские либо разведывательные цели, а не на доставку оружия.
По официальной информации военных США, Х-37В в первую очередь используется для испытаний новых космических технологий. Однако это утверждение оставляет много места для интерпретаций. Точная миссия корабля во время его седьмого полёта в космос остается неясной. Особенностью X-37B является способность менять орбиту. Это позволяет ему временно скрываться от наблюдателей, что делает челнок идеальным кораблем для секретных миссий.