在獲取巨額回報后，埃隆·馬斯克又聯合創立了X.com，一個在線金融和郵件支付服務公司。它后來與另一家公司Confinity合并，改名為PayPal。2002年10月他以15億美元價格將PayPal賣給全球最大的網商：電子港灣(eBay）。目前PayPal是全球最大的網上支付公司，2011年PayPal的業務量就高達每天1000萬美金。
2002年埃隆·馬斯克創立了個人的第三家公司：SpaceX，并兼任CEO和CTO。SpaceX是一家雄心頗大的私人太空發射公司，近期目標是月球，遠期目標是火星。Space X設計出了“獵鷹1號”這種全新的、節能型火箭引擎，其最大特色為使用高純度煤油作為燃料，另外它可隨時關閉，這使得工程師在控制臺上就能遙控關閉火箭引擎，而傳統火箭引擎一旦點燃后就不能“停車”。經歷了3次發射失敗之后已經把埃隆·馬斯克在PayPal公司身上賺來的錢消耗殆盡，在這段最為艱難的時期，唯有依靠他人賒借才得以度過，他很清楚，如果第4次發射失敗究竟意味著什么。
2008年9月28日SpaceX建造的Falcon一號火箭成為第一枚私人投資并成功進入太空軌道的液體燃料火箭。這是獵鷹1號火箭的第四次發射進行，亦是首次成功。這一下震驚了整個美國，獵鷹1號在第4次發射試驗中成功的進入預設軌道。更加令人驚訝的是它的發射費用，由于獵鷹1號運載 火箭采用可部分重復使用的發射系統，因此，發射一次的費用僅為670萬，而在當時，相對便宜些的飛馬座火箭發射（一種從空中發射的小型運載火箭）一次的費 用則要2500萬美元。
SpaceX盡管是太空發射領域的一家小公司，但憑借一流的創新技術，獲得了NASA的16億美金的合同，為NASA承擔12次太空發射任務。2012年 5月25日，SpaceX發射了一枚兩級火箭，將一艘名為龍飛船的太空飛船送向國際空間站（ISS），更是開啟了太空私營化的時代。目前，歷史上能做到飛行器和空間站對接的，只有四個組織，分別是美國、中國、蘇聯和埃隆·馬斯克。
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