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多節火箭是一種使用了兩節或更多節的火箭，每節火箭皆搭載了自有的火箭發動機及推進劑。堆疊分節的方式將一節裝載在數節之上；平行分節的方式則將一節裝載在其它節的旁邊。使得二或更多個火箭互相堆疊或放置於其它火箭的旁邊"。結合起來的火箭稱為運載火箭。兩節式火箭相當常見，但最多也曾有五節式火箭成功發射。
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火箭的重量因拋棄燒完推進劑的分節而減少。這樣的分節技術使剩餘分節的推力能更輕易地加速火箭至最終速度與高度。
在堆疊分節方式中，第一節火箭通常比第二節大，載荷則裝在第二節之上。在平行分節方式中，固態火箭推進器或液態火箭推進器會提供起飛時大部分推力。它們有時候會被稱為「第0節」。在一般情況下，第一節及推進發動機點火向上推進整個火箭。當推進器燃料用盡，就從火箭上分離(通常藉由一點炸藥)並掉落。第一節接着點火完成程序也接着分離。接下來位於火箭底部的第二節火箭跟着點火。這個程序不斷重複直到最後一節的發動機燃燒完畢。但是，印度的地球同步衛星運載火箭第一級採用固體火箭推進時間100秒，而推進器採用4枚液體火箭推進時間160秒，也即助推火箭攜帶已經關機的一節火箭的結構重量繼續推進1分鐘時間。
使用多節火箭及推進器最主要的理由是當燃料燒盡時，原本儲存燃料及發動機本身的空間與結構就再也沒用，只會增加載具的重量並且降低之後的加速。藉由丟棄無用的分節，火箭降低其自身重量。其它分節的推進力就可以比原本沒有丟棄、或者比單一大型火箭還能提供更多加速。當丟棄一段分節時，剩餘部份的火箭仍然以近似整個組合體在燃盡時的速度移動。這表示它僅需要更少的總燃料以達到想要的速度或高度。
另一個優點是每一節都可使用不同種類的火箭發動機，而每個分節/發動機都可依其運行時的狀況調整。因此低層節的發動機設計用在有大氣壓力的狀況下，上層節可用較適合於近似真空狀態的發動機，低層節比高層節需要更多結構，因為他們需要搭載自身的重量加上上層的重量，將各層結構最佳化可減少整體載具的重量並提供更多好處。
在另外一方面，分節技術必須承載稍後階段才會用到的發動機，也使得整個火箭變得更加複雜更加難建造。然而其所帶來的好處是如此巨大以致於現在所有用來運送載荷至軌道的火箭都用分節技術。
目前，這項技術的實用性因科技發展而遭到了質疑。以穿梭機為例，升空的費用大部份皆與運行人事費用相關(對照於燃料或設備)，減少這些花費變成降低整體發射成本最好的方法。還在理論中及開發中的新科技被檢視以降低發射載具成本。更多的資訊可以從單節火箭至沒有分段的設計中找到。
多節火箭可能會造成太空垃圾。
運載工具的上層級是一種可以在低壓或真空環境工作的火箭級。上層級一般採用低壓燃燒室和比較合適的噴嘴尺寸膨脹比。許多低壓液體燃料上層級，如噴射飛機公司的AJ-10，推進劑的輸送不需要複雜的渦輪設備[1]。低壓燃燒室的熱傳導率很低，因為燃燒室可採用燒蝕冷卻技術，而不需要很複雜的回流冷卻。
人類歷史上最早的多節火箭，是北宋時期水師裝備的「火龍出水」。朝鮮在14世紀也裝備了類似的多節火箭武器。
歐洲最早的多節火箭實驗由奧國人Conrad Haas在1551年所做，他是外西凡尼亞 (現今羅馬尼亞境內)Sibiu城的軍火大師。 這個概念由至少四個人分別獨立開發：
第一枚多級現代火箭是1948年在美國白沙靶場試射的RTV-G-4 Bumper。最大試射高度達到了393 km。
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