固体燃料ロケット
モーターケースが燃焼室を兼ねていて部品数が少ないため、構造が簡単で安価に製造できる利点があるほか、小型のものでは全質量に対する構造質量を低減、すなわち構造効率を向上させることができる。また液体や気体の推進剤と異なり、固体である推進薬は常温では蒸発せず拡散しないため毒性に留意する必要がない。燃料は化学的に比較的安定した性質の物質からなり、製造後の点検がほとんど必要ないまま長期間保管でき、即応性に優れる。
その一方で、燃焼の制御が難しく、点火後に燃焼の中断や再点火、推力の調整を行うことは原理的に非常に困難である。そのことがチャレンジャー号爆発事故やブラジルロケット爆発事故の原因だと言われている。
またモーターケースは自身が燃焼室となることから燃焼圧力と温度に耐える必要があり、エンジン部分のみが圧力と温度に耐えればよい液体燃料ロケットに比べて頑丈でなければならず、ある程度以上の大きさを越えると同規模の液体燃料ロケットに比べて構造効率が悪化する。
炭(燃料)、硝酸カリウム(酸化剤)、硫黄(添加剤)で構成される黒色火薬は、ロケットに用いられた最も古い爆薬の組成の1つである。現在では黒色火薬は安くてかなり容易に製造できるので、エステスのような低出力のモデルロケットで使用される。燃料は粉末の混合物を押し固めて出来ており、燃焼率は正確な組成と運用条件に依存する。燃えやすく低性能(比推力は80秒程度)なので現在では推力40 Ns以上では使用されない。
高温高圧に耐える必要があるモーターケースは、一般のミサイル・ロケットや重量軽減の要求が大きくない衛星打ち上げロケットのブースターなどの多くは、安価で強度のある高張力鋼が用いられるが、上段キックモーターのような軽量化の要求がある場合、チタン合金などが使用される。さらに軽量なガラス繊維や炭素繊維のフィラメントを円筒状に巻いた繊維強化プラスチック製のものも用いられている。
当初高性能が求められる大陸間弾道ミサイル(ICBM)や潜水艦発射弾道ミサイル (SLBM) などの軍用大型固体ロケットで実用化された繊維強化プラスチック製のモーターケースは、現在ではより小型の軍用ロケットモーターや、アメリカのアテナロケット、日本のH-IIAのブースターSRB-A、M-Vの2段目・3段目、その後継機であるイプシロンロケットなどの衛星打ち上げ用ロケットで幅広く使用されつつある。
モーターケースは熱に強い素材で出来ているとは言え、燃焼ガスの温度に晒されて耐えられるほど強くはない。そのために燃焼ガスの温度からの保護には固体燃料自身が用いられる。推進薬は筒状に成型された内側より燃焼していき、その時発生する熱により燃焼していない燃料の部分を徐々に溶かし蒸発させる。この際の気化熱(アブレーション)によってロケット自身がとてつもない熱から保護される。
モーター下部のノズル、特に開口面積がもっとも絞られているスロート部は直接ガスと触れ合って激しい熱にさらされるため、黒鉛や炭素繊維強化炭素複合材料などの耐熱性の優れた材料やアブレーション冷却が用いられる。