利用核反應(yīng)或放射性衰變釋放出熱量加熱工質(zhì)（工作介質(zhì)）產(chǎn)生推力的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　這種發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖高、壽命長，但技術(shù)復(fù)雜，只適用于長期工作的航天器，也可用于運(yùn)載火箭的高能末級(jí)。核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)核反應(yīng)方式的不同分為三種類型：放射性同位素衰變型、核裂變型和核聚變型。相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為放射性同位素火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、核裂變型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)以及熱核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。核反應(yīng)堆中的核反應(yīng)物質(zhì)依狀態(tài)不同分為固體堆芯和氣體堆芯。放射性同位素火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力較小,一般在1牛以下，比沖為250～800秒。核裂變型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)比沖較高，采用固體堆芯可達(dá)750～1200秒,采用氣體堆芯則高達(dá) 5000～10000秒。核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由裝在推力室承壓殼體內(nèi)的核反應(yīng)堆、冷卻噴管、工質(zhì)輸送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。在核反應(yīng)堆中，核能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱工質(zhì)。核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用的工質(zhì)都是低分子量物質(zhì)，如液氫、液氦和液氨等。輸送系統(tǒng)將工質(zhì)先送入噴管冷卻套冷卻推力室，然后進(jìn)入反應(yīng)堆加熱，最后通過噴管膨脹加速排出。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)工質(zhì)的流量和控制反應(yīng)堆的功率。核火箭發(fā)動(dòng)機(jī)雖然從60年代初就開始研制，但至今尚處于試驗(yàn)階段，未能實(shí)用。研制中存在的主要技術(shù)問題是輻射防護(hù)、排氣污染、反應(yīng)堆的控制和高效率換熱器的設(shè)計(jì)等。