又称“原子火箭”。用核能发动机推进的火箭。核发动机由反应堆、冷却喷管、工质输送系统和控制系统等组成。发动机利用核反应或放射性衰变释放热能加热工质，经喷管膨胀加速后排出，产生推力。工作寿命长，比冲高。按核反应方式，分核裂变火箭、核聚变火箭和放射性同位素衰变火箭三种。适用于长期工作的宇宙飞行器。