Konstruirati medzvezdno vesoljsko plovilo načeloma ni izjemno težko: izdelali smo jih že pet, in sicer Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 in New Horizons. Vse te vesoljske sonde se premikajo s hitrostjo ubežanja iz sončnega sistema in bodo nekega dne dosegle druge zvezdne sisteme.
Težava teh plovil s praktičnega vidika je, da bodo vsi potrebovali milijone let, da dosežejo te zvezdne sisteme. Čeprav te sonde v bližnji prihodnosti ne bodo raziskovale drugih zvezd, nekatere od njih, zlasti Voyager 2, že pošiljajo podatke o vmesniku med našim sončnim vetrom (heliosfero) in razpršenim medzvezdnim medijem.
Če želite zgraditi medzvezdno vesoljsko plovilo, ki doseže ciljno zvezdo v razumnem času, recimo 50 let, potem to zahteva neko obliko pogona, ki je bistveno močnejši od kemičnih raket, ki so izjemno neučinkovite. Možni viri so jedrski, impulzni pogon in različice reaktorjev z jedrskim plinskim jedrom, sončna jadra, elektromagnetne lansirne naprave in pogonski sistemi proti snovi. Čeprav bi pogon proti snovi in EM lansirniki zahtevali bolj izpopolnjeno tehnologijo, kot jo imamo zdaj, so možnosti jedrskih in sončnih jader na dosegu naše trenutne tehnologije.
V 70. letih je britanska medplanetarna družba naredila podrobno študijo načrta medzvezdne sonde, ki bi lahko prišla do Bernardove zvezde (6 svetlobnih let stran) v samo petdesetih letih. Ta zasnova medzvezdne sonde je uporabljala jedrski impulzni pogon, kar pomeni, da je za seboj metalo atomske bombe, kar jim je omogočilo, da prenesejo del svoje energije na potisne plošče, kar bi pospešilo plovilo naprej. Na podlagi njihovih izračunov bi sonda lahko dosegla hitrost 10 % svetlobne hitrosti. To je okoli meje za jedrski pogon.
Z antimaterialnimi ali elektromagnetnimi lansirnimi napravami bi lahko dosegli hitrosti, ki so bližje svetlobni. Tehnični izzivi za antimaterijo vključujejo njeno proizvodnjo v potrebnih količinah (danes lahko proizvedemo le pikograme antimaterije, za milijone dolarjev) in jo ustrezno vsebovati. Izzivi za elektromagnetne izstrelitve so zagotavljanje potrebne energije (v območju petavatov) in dolžine (stotine kilometrov) za izstrelitev medzvezdne sonde do skoraj svetlobne hitrosti.