В основе ионных двигателей лежит принцип ионизации частиц газа и их разгон с помощью электростатического поля. Благодаря конструктивным особенностям частицы газа в таких двигателях разгоняются до значительно больших скоростей, чем в химических двигателях. Ионные двигатели способны создавать гораздо больший удельный импульс и показывают меньший расход топлива, но обладают одним существенным недостатком – создают крайне малую тягу, по сравнению с обычными химическими двигателями. Именно поэтому сейчас ионные двигатели крайне редко используются на практике. Среди последних примеров их использования можно выделить разве что космический аппарат «Dawn», в настоящий момент находящийся на орбите карликовой планеты Цереры, а также аппарат миссии BepiColombo по исследованию Меркурия, которая начнется в конце 2018 года.