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火箭發動機是噴氣發動機的一種，將推進劑箱或運載工具內的反應物料（推進劑）變成高速射流，由於牛頓第三定律而產生推力。火箭發動機可用於航天器推進，也可用於導彈等地面應用。大部分火箭發動機都是內燃機，也有非燃燒形式的發動機。

工作原理

大部分發動機靠排出高溫高速尾氣來獲得推力，固體或液體推進劑（由氧化劑和燃料組成）在燃燒室中高壓（10-200 bar）燃燒產生尾氣。

液體火箭通過泵將氧化劑和燃料分別泵入燃燒室，兩種推進劑成分在燃燒室混合併燃燒。而固體火箭的推進劑事先混合好放入儲存室，工作時儲存室就是燃燒室。固液混合火箭使用固體和液體混合的推進劑或氣體推進劑，也有使用高能電源將惰性反應物料送入熱交換機加熱，這就不需要燃燒室。

火箭推進劑在燃燒並排出產生推力前通常儲存在推進劑箱中。推進劑一般選用化學推進劑，在經歷放熱化學反應後產生高溫氣體用於火箭推進。

推進劑效率

要使發動機有效利用推進劑，需要用一定質量的推進劑產生最大可能壓力作用於燃燒室和噴嘴，此外以下方法也能提高推進劑效率：

將推進劑加熱到儘可能高的溫度（使用高能燃料、氫，碳或某些金屬如鋁，或使用核能）

使用低比重氣體（儘可能含氫）

使用小分子推進劑（或能分解成小分子的推進劑）

因為所有的措施都是出於減輕推進劑質量的考慮；壓力與被加速的推進劑量成比例關係；也因為牛頓第三定律，作用於發動機的壓力也作用於推進劑。廢氣出燃燒室的速度似乎是由燃燒室壓決定的。然而該速度明顯受上述三種因素影響。綜合起來，排氣速度就是檢驗發動機效率的最好證明。

由於空氣動力的原因，廢氣在噴口產生阻流效應。音速隨溫度平方根增長，因此使用高溫尾氣能提高發動機性能。在室溫下，空氣中的音速為340m/s，而在火箭的高溫氣體中可達1700m/s以上，火箭的大部分性能都是由於高溫。加之火箭推進劑通常選用小分子，這也使得在同等溫度下，廢氣中音速高於空氣中音速。

噴嘴的膨脹設計使排氣速度翻倍，通常是1.5至2倍，由此產生准高超音速排氣射流。速度的增量主要由面積膨脹比決定，即噴口面積與噴嘴出口面積的比值。而氣體的性質也很重要。大膨脹比的噴嘴尺寸更大，但能使廢氣釋放更多的熱，由此提高排氣速度。

噴嘴效率受工作高度影響，因為大氣壓力隨高度升高而降低。但由於尾氣是超音速的，因此射流的壓力只會低於或高於圍壓，不能與之平衡。

如果尾氣壓力與圍壓不同，尾氣就可以成為完全膨脹，或過度膨脹。

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