A propulsão de iónica é uma tecnologia que envolve a ionização de um gás para impulsionar uma nave. Em vez de a nave usar uma reacção do tipo químico na sua propulsão, usa xenón ionizado. Um gás ionizado é um gás electricamente carregado, ou seja, que ganhou ou perdeu electrões. A ionização é feita por uma corrente eléctrica, que é produzida a partir da conversão de energia solar em energia eléctrica. Isto para sondas que não estejam muito longe do Sol, pois se for uma missão para além de Marte será preciso uma outra fonte eléctrica como um gerador nuclear.Este gás de iões (ou íons) é depois acelerado eletricamente a uma velocidade de cerca de 30 km/s, fornecendo impulso para a nave. Este impulso pode ser dez vezes mais rápido do que num sistema de propulsão química. No entanto, embora altamente eficiente, a propulsão iónica é muito suave em termos de impulso e, por isso, não pode ser usada quando uma aceleração rápida é requerida. Com paciência, um sistema de propulsão iónica pode fazer com que uma sonda chegue actualmente aos 4,5 km/s.Mas como esta velocidade depende da quantidade de combustível (gás) disponível é perfeitamente possível que no futuro naves com mais combustível cheguem a velocidades ainda maiores. Para já, as únicas sondas que usaram propulsão iónica foram a Deep Space 1 da NASA, a Smart-1 da ESA e a MUSES-C do Japão. A ESA está a testar esta tecnologia, porque pretende aplicá-la em futuras missões ao planeta Mercúrio, com a sonda Bepi-Colombo, prevista para 2009, e ao Sol, com a Solar Orbiter, em 2012. Quanto à NASA vai aplicá-la novamente na Jupiter Icy Moon Orbiter a Júpiter e na missão Dawn aos asteroides.