核动力发动机可採进气式设计（如）或者火箭式猎户座计划。如果使用核裂变能作为推进能量的来源，这种发动机就会造成很严重的核辐射污染，因此不太适用于在大气层内使用。核动力喷气发动机的研究起源于1950年代。那时候有很多需要用到核动力引擎的的高速超长射程巡航导弹计划和快速载人航天计划。随着他们的一一流产，核动力发动机沉寂了一段时间，后来在1970年代再一次被提出用于星际航行计划。直到现在，核动力喷气发动机还是处在实验室研究的阶段，并且现在的工作方式已经逐渐倾向于使用核聚变能。