מימן על חמצני משמש להנעה רקטית כדלק יחיד, המייצר סילון של קיטור כתוצאה מהחום הרב בעת התפרקותו המהירה בנוכחות זרז כימי כמו כסף, בנוסף לחמצן המשתחרר בהתפרקות. מנועים רקטיים אחרים משתמשים במימן על-חמצני כמקור לחמצן לצורך בערה של דלק אחר במנוע סילון, לעיתים מצורף לסילון הקיטור, או כ'צמד דלקים' בו המימן העל-חמצני משמש לחימצון מזורז, בהיותו אחד המחמצנים החזקים ביותר. מנועים אלו היו בשימוש בטילים ומטוסי סילון ראשוניים של גרמניה הנאצית וטילים מוקדמים של הצבא הבריטי, בצוללות, בטורפדו, בתרמילי ריחוף ולתיקוני ניווט של לוויינים. מנועים אלו נמצאו לא יעילים ולעיתים מסוכנים, ולא אחת גרמו לאסונות. מנוע כזה היה מעורב באסון טביעתה של הצוללת הגרעינית הסובייטית קורסק.