作为世界上首架依靠液态燃料驱动并顺利进入轨道的私人火箭，SpaceX研发的“猎鹰1号”曾经历了三次失败的发射实验，每次火箭都在到达既定轨道之前炸毁了，数千万美元的资产不翼而飞。
与此同时，因为研发成本过高，Tesla也濒临破产。穷途末路之际，“猎鹰1号”最终于2008年发射成功，运载着模拟负荷进入了太空，并于同年获得美国国家航空航天局16亿的火箭及航天发射合同，约定SpaceX为美国宇航员提供12次运输补给任务。这为马斯克赢得了极大声誉，因为世界上获得卫星发射及回收技术的只有美国、俄罗斯、中国以及伊隆•马斯克。
2010年12月8日，SpaceX研发的猎鹰9号火箭成功将“龙飞船”发射到地球轨道，作为全球有史以来首次由私人企业发射到太空，并能顺利折返的飞船，整个宇航界为之震动。根据NASA的计划，当美国所有航天飞机退役以后，将依赖像SpaceX公司这样的私营公司将物资补给送入国际空间站。但这只是马斯克太空梦想的第一步，眼下他还在研发可重复使用的垂直升降火箭，一旦成功，火箭发射成本将大大降低，太空旅行也将切实可行。
马斯克曾多次表示，“能够在火星上退休也是个不错的选择”，希望在有生之年，实现火星移民计划。他曾打趣道“当然这也取决于我能活多久•••如果我还能活40年，相信可以在火星上建成基地，希望在之后的10—20年的时间，能把第一批乘客送入火星。”
除了太空计划，早在2013年，马斯克就提出了Hyperloop(超级高铁)的概念，并用了一份长达57页的白皮书详细论述了模型的设计。该设计以“真空管道运输”理论为核心，因为管道里几乎是真空的，所以在管道中行驶阻力非常小，本质上讲，这东西类似一个气流输送管。
也就是说，通过超级高铁，可以制造一个能在几个小时内穿越整个国家的超级列车，实现高速穿越行驶。超高速、低能耗、无噪声、零污染，如果真正得以实现，毫无疑问，超级高铁将是未来最理想的城际交通工具。
这套全新的高速运输系统并非以火车车厢而是以铝制的胶囊为运输工具，其将铝制胶囊放在真空的港铁管道中，然后像发射炮弹一样将它发射到目的地。列车能以接近音速的速度行驶，而且该系统能利用太阳能发电。等到建成之时，“超级高铁”时速可达1207km/h，乘坐“超级高铁”从美国洛杉矶到旧金山，只要30分钟，而从北京到纽约，只需要两小时，仅为直达航班时间的1/6。
在2013年8月，伊隆•马斯克公布Hyperloop计划之后，表示希望能与别的公司一起推进该项目。一个月后，一家名为“超级高铁交通技术”(HTT)的众包创业公司接受了这一项目。目前，这两队人马正在筹划明年将“超级高铁”落地测试，这项包含了高科技与人类雄心壮志的革命性交通工具计划也宣布正式启动。