Det ubemannede romflyet ble sendt opp fra Cape Canaveral i Florida i desember 2012, og har gått i bane rundt jorden i 674 dager.
Der har det gjennomført en rekke eksperimenter, som ifølge det amerikanske forsvaret handler om avansert navigasjonsteknologi og tekniske utfordringer for ubemannede romfartøy.
Mer vil de ikke si, og det har ført til en rekke spekulasjoner om hva X-37B egentlig gjør.
Flere teorier
Ifølge BBC ser den mest troverdige teorien ut til å være at det amerikanske luftforsvaret vil teste teknologi som kan brukes på fremtidige satellittoppdrag.
Andre teorier har handlet om spionasje på det kinesiske romfartsprogrammet eller andre lands satellitter, og eksperimenter som kan føre til en ny type bombefly, skriver CNN.
Ifølge nyhetsbyrået AFP har militæret tidligere sett seg nødt til å avvise at flyet skal brukes til å sabotere satellitter.
Oppdraget som nå er avsluttet, var romflyets tredje. Prosjektet startet hos NASA i 1999, før luftforsvarets «Rapid Capabilities Office» tok over i 2006.
Den første flyturen fant sted i april 2010, og varte i åtte måneder. Det andre oppdraget startet i 2011 og varte i 15 måneder.
Nytt oppdrag neste år
Romflyet er bygget av Boeing, og går på solceller. Det er ni meter langt, har et vingespenn på 4,5 meter og veier nesten fem tonn.
Det er utformet som en mindre versjon av en vanlig romferge, og skytes opp ved hjelp av en rakett. På vei tilbake kan det gli gjennom atmosfæren før det lander på egen hånd på en vanlig rullebane.
Luftforsvaret har fått plass hos NASA på Kennedy Space Center i Florida, der X-37B etter planen skal sendes ut på et nytt oppdrag neste år.
«Flere oppdrag vil være nødvendig for å oppfylle målene i prøveprosjektet, men et nøyaktig antall oppdrag er ikke fastsatt,» heter det i en uttalelse fra det amerikanske luftforsvaret.
Budsjettet til X-37B holdes hemmelig.