Le vaisseau devait s'élancer vers l'espace depuis Cap Canaveral, en Floride, à 13H20 (17H20 GMT), à bord d'une fusée Atlas V construite par le consortium United Launch Alliance.
Mais près de 2 heures avant le lancement, Boeing a annoncé sur Twitter que le vol était annulé.
Selon un communiqué de la Nasa, la mission n'a pas été annulée à cause de la météo capricieuse, mais en raison "d'indications inattendues sur la position des valves du système de propulsion de Starliner", la prochaine fenêtre possible pour le lancement étant mercredi à 12H57 (16H57 GMT).
"Nous sommes déçus du résultat d'aujourd'hui, et de devoir reprogrammer notre lancement de Starline", a déclaré John Vollmer, responsable de Boeing.
La mission d'essai devait avoir lieu vendredi mais avait dû être repoussée à mardi après qu'un module scientifique russe a inopinément actionné ses propulseurs après s'être amarré à l'ISS, changeant son orientation.
Après avoir mis fin à son propre programme de navettes spatiales en 2011, la Nasa s'est attaché les services de Boeing et SpaceX afin de ne plus avoir besoin des fusées russes pour rallier l'ISS.
SpaceX a déjà acheminé pas moins de dix astronautes vers la Station spatiale à bord de son vaisseau Crew Dragon.