Propulsão de espaçonave é um termo geral usado para descrever os vários métodos que foram usados, são usados atualmente e que podem ser usados no futuro para permitir que uma espaçonave acelere e desacelere enquanto está na atmosfera da Terra ou enquanto viaja no espaço sideral. Os sistemas de propulsão de espaçonaves atuais e históricos geralmente caem em uma de duas categorias; sistemas de combustível sólido e sistemas de combustível líquido. As futuras espaçonaves podem ser movidas por sistemas de propulsão nuclear, eletromagnética ou iônica.
Muitos acreditam que os foguetes de combustível sólido foram usados pela primeira vez como armas no século 13 e todos os foguetes desenvolvidos até o início do século 20 eram movidos a combustíveis sólidos. Os sistemas de propulsão de combustível sólido são geralmente menos voláteis do que os sistemas de propulsão de combustível líquido, o que pode torná-los mais fáceis de armazenar por longos períodos de tempo e torná-los mais seguros para trabalhar. A desvantagem dos sistemas de combustível sólido é que, uma vez ligados, não podem ser desligados até que todo o propelente tenha sido queimado.
A incapacidade de desligar o motor quando necessário impediu o uso de sistemas de combustível sólido como base primária para sistemas de propulsão de espaçonaves, que geralmente requerem a capacidade de ligar e desligar os motores quando necessário. No entanto, os sistemas de combustível sólido encontraram um lugar consistente como parte do sistema de propulsão de lançamento de uma espaçonave. Os impulsionadores de foguetes sólidos têm sido consistentemente um componente dos sistemas de lançamento do programa espacial russo desde o lançamento do Sputnik I em 1957. Os Estados Unidos também usaram impulsionadores de combustível sólido para seu programa de espaçonaves não tripuladas desde o final dos anos 1950 e o sistema de ônibus espacial utilizado os maiores propulsores de foguetes sólidos usados em voos espaciais tripulados até hoje.
O primeiro foguete movido a combustível líquido foi lançado pelo cientista americano Robert Goddard, considerado o pai dos foguetes modernos, no final dos anos 1920. Goddard acreditava que os foguetes de combustível líquido forneciam mais potência e eram mais eficientes do que seus equivalentes de combustível sólido. O foguete movido a combustível líquido pavimentou o caminho para o desenvolvimento de motores de foguetes maiores e mais potentes e os sistemas de propulsão que um dia inaugurariam a Era Espacial. Os sistemas de propulsão de combustível líquido usam um combustível, como hidrogênio líquido, querosene ou álcool, e um oxidante, como oxigênio líquido. O oxidante fornece o oxigênio necessário para inflamar e queimar o combustível, o que por sua vez permite que o sistema de propulsão de uma espaçonave funcione no ambiente sem oxigênio do espaço.
Muitos especialistas concordam que a exploração tripulada do sistema solar exigirá futuros sistemas de propulsão de espaçonaves baseados em tecnologias como íon ou energia nuclear que podem ser mais eficazes e eficientes e requerem menos combustível do que os atuais sistemas de propulsão de espaçonaves. Os motores iônicos criam essencialmente um campo elétrico ionizando um gás. Os íons, ou átomos carregados, são então expulsos, criando impulso. Os sistemas de propulsão de naves espaciais nucleares funcionariam por meio do uso de um reator nuclear que aquece um combustível líquido, como o hidrogênio líquido, e força-o para fora do motor, criando o impulso necessário.