Debido a que las estrellas están tan alejadas, los medios propuestos de viaje interestelar implican viajes muy largos o medios muy rápidos para llegar allí. Nos centraremos en los medios rápidos, porque a nadie le gusta esperar mucho tiempo para llegar a su destino de viaje.
Hay cuatro posibles medios de viaje interestelar que se toman en serio. Se trata de propulsión nuclear por pulsos, uno de los primeros cohetes propuestos por fusión, velas ligeras impulsadas por láseres y propulsión basada en antimateria. De estos, la propulsión de antimateria y las velas ligeras parecen las más prometedoras, ya que son las más rápidas. La antimateria o las velas ligeras podrían alcanzar velocidades similares a la de la luz, aprovechando el efecto relativista de la dilatación del tiempo, que podría hacer que el viaje interestelar a Alfa Centauri, que está a cuatro años luz de distancia, parezca de menos de un año de duración.
Los métodos restantes de viaje interestelar, propulsión de pulso nuclear y cohetes de fusión, están limitados a velocidades de aproximadamente el 10% de la de la luz al máximo, lo que los hace de menos interés. Sin embargo, la propulsión nuclear por pulsos es interesante porque ha estado a nuestro alcance desde 1945. Si se hubiera llevado a cabo un agresivo programa espacial nuclear en las décadas de 1950 y 1960, la humanidad probablemente podría haber enviado expediciones tripuladas al sistema solar exterior en la década de 1970. Sin embargo, las explosiones nucleares están prohibidas por el derecho internacional actual y el Tratado del Espacio Ultraterrestre prohíbe el despliegue de armas nucleares en el espacio.
Uno de los mayores requisitos para los viajes interestelares es poder reducir la velocidad una vez que llegue a su sistema estelar objetivo. A velocidades cercanas a la de la luz, el proceso de frenado debe comenzar aproximadamente a la mitad de su viaje. Uno de los métodos posibles de viaje interestelar más discutidos, velas ligeras aceleradas por enormes láseres espaciales, necesitaría empacar algunas bombas nucleares, un reactor de fusión o antimateria, para asegurarse de que tengan un medio para reducir la velocidad al llegar a su destino. . Para las sondas, los sobrevuelos pueden ser suficientes, pero para los esfuerzos de colonización serios, la capacidad de frenar es imprescindible.
Una de las ideas muertas pero famosas para las naves espaciales interestelares es el estatorreactor Bussard, que succionaría y luego quemaría hidrógeno interestelar con una pala gigantesca, lo que le permitiría moverse con su propio combustible. Sin embargo, los cálculos posteriores encontraron que la pala no sería práctica: el arrastre sobre ella excedería su empuje.