Σχεδόν όλα τα διαστημόπλοια που έχουν εκτοξευτεί μέχρι σήμερα χρησιμοποιούν κινητήρες αυτού του είδους. Συνήθως καίνε υδρογόνο και οξυγόνο και ο υπέρθερμος υδρατμός που παράγεται προσφέρει την απαραίτητη ώση. Ενα διαστημόπλοιο με προορισμό τον Αρη με τέτοιους κινητήρες θα πρέπει να αποτελείται κατά 55% του βάρους του από καύσιμα.

Αν και μισοί από των χημικών έχουν μεγάλη ωστική δύναμη, με καλύτερη σχέση καυσίμου - βάρους διαστημοπλοίου (32% καύσιμο). Αποφεύγονται λόγω του κινδύνου που θα προκαλούσε μια απρόοπτη πτώση τους στην επιφάνεια της Γης.

Λειτουργούν ιονίζοντας το καύσιμο με ένα πυροβόλο ηλεκτρονίων και επιταχύνοντας τα παραγόμενα θετικά ιόντα με εφαρμογή ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου, ενώ πριν την έξοδο τα ηλεκτρόνια εισάγονται στο ρεύμα εξόδου, ώστε ο κινητήρας να μην αποκτήσει αρνητικό φορτίο. Εχουν πολύ μικρή ωστική δύναμη, αλλά καλύτερη σχέση βάρους (22% καύσιμο). Ενας πολύ μικρός κινητήρας του είδους δοκιμάστηκε στο αμερικανικό διαστημόπλοιο «Ντιπ Σπέις 1».

Παρόμοιοι με τους κινητήρες ιόντων. Χρησιμοποιούνται σε σοβιετικούς και ρωσικούς δορυφόρους από το 1970. Μια νεότερη αμερικανορωσική παραλλαγή καταναλώνει 5 κιλοβάτ παράγοντας ώση 0,2 Νιούτον.

Επιταχύνουν φορτισμένα σωματίδια χρησιμοποιώντας μαγνητικά αντί ηλεκτρικά πεδία. Και αυτοί έχουν μικρή ωστική δύναμη (τριπλάσια από των ιοντικών), αλλά η σχέση βάρους τους μπορεί να ποικίλει από 6,7 έως 31% καυσίμου (ανάλογα με την ώση που θα τους ζητηθεί να παράγουν). Σε συνεργασία με τη Ρωσία, την Ιαπωνία και τη Γερμανία, η NASA έφτιαξε ένα πρωτότυπο ισχύος 1 μεγαβάτ.

Οπως και η μαγνητοπλασμοδυναμικοί χρησιμοποιούν μαγνητικά πεδία για την επιτάχυνση του καυσίμου, αφού πρώτα το ιονίσουν με μια ηλεκτρική εκκένωση με τη βοήθεια πυκνωτών. Επειδή δε χρησιμοποιούν ηλεκτρόδια δε φθείρονται. Η σχέση βάρους είναι 14%.

Οι κινητήρες Μαγνητοπλάσματος Μεταβλητής Ειδικής Ωσης έχουν ενδιάμεση ωστική δύναμη και πολύ καλή σχέση βάρους 2,4 - 46% καύσιμο (ανάλογα με την ώση). Το καύσιμο (υδρογόνο) ιονίζεται από ραδιοκύματα και οδηγείται μέσω μαγνητικών πεδίων σε ένα κεντρικό θάλαμο, όπου τα φορτισμένα σωματίδια ακολουθούν μια φθίνουσα σπειροειδή πορεία μέχρι να φτάσουν στην έξοδο, αφού περάσουν πρώτα από ένα πηνίο στραγγαλισμού, που ελέγχει την εξερχόμενη ποσότητα. Μέσα στο θάλαμο καύσης το πλάσμα φτάνει τα 10 εκατ. βαθμούς Κελσίου. Από τους πιθανότερους κινητήρες για χρήση στα διαστημόπλοια προς τον Αρη.