Pogon vesoljskega plovila je splošen izraz, ki se uporablja za opis različnih metod, ki so bile uporabljene, se trenutno uporabljajo in ki se lahko uporabljajo v prihodnosti, da se vesoljsko plovilo pospešuje in upočasnjuje, medtem ko je v zemeljskem ozračju ali med potovanjem v vesolju. Trenutni in zgodovinski pogonski sistemi vesoljskih plovil so na splošno spadali v eno od dveh kategorij; sistemi na trda goriva in sistemi za tekoča goriva. Prihodnja vesoljska plovila lahko poganjajo jedrski, elektromagnetni ali ionski pogonski sistemi.
Mnogi verjamejo, da so bile rakete na trda goriva prvič uporabljene kot orožje že v 13. stoletju, vse rakete, ki so se razvile do začetka 20. stoletja, pa so poganjale trda goriva. Pogonski sistemi na trda goriva so na splošno manj hlapni kot pogonski sistemi na tekoče gorivo, kar jih lahko olajša shranjevanje za daljše časovno obdobje in varnejše delo z njimi. Slaba stran sistemov na trda goriva je, da jih, ko se vžgejo, ni mogoče zapreti, dokler ne zgorijo vsega goriva.
Nezmožnost izklopa motorja, ko je to potrebno, je preprečila uporabo sistemov na trda goriva kot primarne osnove za pogonske sisteme vesoljskih plovil, ki na splošno zahtevajo možnost zagona in zaustavitve motorjev, ko je to potrebno. Vendar pa so sistemi na trda goriva našli dosledno mesto kot del pogonskega sistema za izstrelitev vesoljskega plovila. Ojačevalniki raket na trda goriva so bili dosledno sestavni del izstrelitvenih sistemov ruskega vesoljskega programa od izstrelitve Sputnika I leta 1957. Združene države uporabljajo tudi ojačevalnike na trda goriva za svoj program vesoljskih plovil brez posadke od poznih 1950-ih let in sistem Space Shuttle največji ojačevalniki trdnih raket, ki so se doslej uporabljali za vesoljske polete s posadko.
Prvo raketo na tekoče gorivo je v poznih dvajsetih letih prejšnjega stoletja izstrelil ameriški znanstvenik Robert Goddard, ki velja za očeta sodobnega raketiranja. Goddard je verjel, da rakete na tekoče gorivo zagotavljajo večjo moč in so učinkovitejše od njihovih kolegov na trda goriva. Raketa na tekoče gorivo je utrla pot razvoju večjih in močnejših raketnih motorjev ter pogonskih sistemov, ki bodo nekega dne uvedli vesoljsko dobo. Pogonski sistemi na tekoče gorivo uporabljajo gorivo, kot je tekoči vodik, kerozin ali alkohol, in oksidant, kot je tekoči kisik. Oksidator zagotavlja kisik, potreben za vžig in izgorevanje goriva, kar posledično omogoča, da pogonski sistem vesoljskega plovila deluje v vesoljskem okolju brez kisika.
Mnogi strokovnjaki se strinjajo, da bo raziskovanje sončnega sistema s posadko zahtevalo prihodnje pogonske sisteme vesoljskih plovil, ki temeljijo na tehnologijah, kot je ionska ali jedrska energija, ki so lahko učinkovitejše in učinkovitejše ter zahtevajo manj goriva kot trenutni pogonski sistemi vesoljskih plovil. Ionski motorji v bistvu ustvarjajo električno polje z ionizacijo plina. Ioni ali nabiti atomi se nato potisnejo ven, kar ustvarja potisk. Pogonski sistemi jedrskih vesoljskih plovil bi delovali z uporabo jedrskega reaktorja, ki segreva tekoče gorivo, kot je tekoči vodik, in ga iztisne iz motorja, kar ustvarja potreben potisk.