Phương tiện phóng vệ tinh Titan II được dựa trên các tên lửa ICBM đã loại biên. Những tên lửa này được tân trang lại và trang bị các phần mềm cần thiết cho một phương tiện phóng vệ tinh. Tất cả các tàu Gemini, gồm có 10 phi hành đoàn đã được phóng lên vũ trụ bằng tên lửa đẩy Titan II.

Phương tiện phóng tàu vũ trụ Titan II là tên lửa nhiên liệu lỏng 2 tầng, được thiết kế để mang được một tải trọng cỡ nhỏ-trung bình. Nó có khả năng đưa một tải trọng xấp xỉ 1.900 kg (4.200 lb) lên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp. Tầng đẩy 1 sử dụng 1 động cơ Aerojet LR-87 còn tầng đẩy 2 sử dụng động cơ Aerojet LR91.[19]

Giữa những năm 1980, Không quân Mỹ quyết định sử dụng Titan II đã loại biên làm tên lửa phóng vệ tinh thay cho các tên lửa Atlas E/F. Tập đoàn Martin Marietta đã được trao một hợp đồng vào tháng 1 năm 1986 để tân trang, tích hợp và phóng mười bốn tên lửa Titan II phục vụ cho việc phóng vệ tinh vào không gian theo yêu cầu của chính phủ. Chúng được định danh là Titan 23G. Tên lửa đẩy Titan 23G thực hiện chuyến bay đầu tiên từ Căn cứ Không quân Vandenberg ngày 5 tháng 9 năm 1988. Tên lửa Titan II đã đưa tàu vũ trụ Clementine của NASA vào vũ trụ tháng 1 năm 1994. Tất cả các phi vụ phóng tên lửa Titan 23G đều được thực hiện từ Căn cứ Không quân Vandenberg. Tên lửa Titan 23G không phải là một giải pháp phóng tàu vũ trụ tiết kiệm chi phí, vì thực tế chi phí sửa đổi và đưa các tên lửa Titan II đã bị loại biên vào làm phương tiện phóng vệ tinh lại tốn kém hơn là việc phát triển một tên lửa đẩy Delta mới. Không giống như Atlas, vốn được thiết kế lại từ đầu cho việc phóng vệ tinh, Titan II phiên bản phóng tàu vũ trụ không thay đổi nhiều so với phiên bản ICBM, ngoài việc loại bỏ đầu đạn và một số gói trang bị khác. Lần phóng tên lửa đẩy cuối cùng của Titan II diễn ra vào ngày 18 tháng 10 năm 2003, Titan II đã đưa vệ tinh thời tiết DMSP lên quỹ đạo thành công. Đã có tổng cộng 282 lần phóng tên lửa Titan II từ năm 1962 đến năm 2003, trong đó 25 lần là phục vụ cho mục đích đưa tàu vũ trụ vào không gian.