先進航天推進技術的出現是由1903年，俄國學者齊奧爾科夫斯基發表了名為《利用噴氣式工具研究宇宙》的論文，指出火箭是達到星際空間的唯一運輸工具，闡明了火箭飛行理論，提出了液體火箭發動機的概念和原理圖，並建立了火箭最大理想飛行速度公式----齊奧爾科夫斯基公式，即火箭方程，為現代火箭推進技術的發展奠定了理論基礎。1926年，美國人戈達德研製成功了使用液氧和煤油作為推進劑的液體火箭發動機，人類進入了現代火箭時代。
採用太陽能電力推進的太空飛行器
採用太陽能電力推進的太空飛行器目前，人類用於航天發射的火箭主要都採用液體或者固體推進劑，也就是所謂的化學推進。但是化學推進劑的能量密度低，使得推進系統需要攜帶大量推進劑才能滿足發射需求。從整個火箭的質量來看，一般情況下火箭所攜帶的推進劑要占到總質量的90%以上，而有效載荷的質量只占1%～1.5%。這就導致現代化學推進火箭的發射成本高昂，任務準備周期長，近地軌道的入軌成本在10000美元/千克～20000美元/千克；同步軌道的入軌成本在60000美元/千克～120000美元/千克。而且隨著商業航天發射業務的劇增，對於有效載荷能力、發射成本和發射周期都有了新的要求。
同樣因為化學推進劑的能量密度低，所以化學推進火箭的噴氣速度已接近極限，比沖一般在200s～500s，必須有2級或者3級火箭持續加速才能將有效載荷送入軌道。而人類在未來構想的深空星際探測任務需要火箭的比沖達到10000s～3000000s，這將大大超過現有化學推進的性能極限，因此必須開始發展新型的航天推進技術。
美國對新的航天推進技術進行了大量的研究
美國對新的航天推進技術進行了大量的研究美國對新的航天推進技術進行了大量的研究，此圖為其概念構想圖之一。
傳統的化學推進火箭雖然在功能性、安全性和可靠性上還能滿足目前的發射任務需求，但是未來的先進航天推進技術將能從根本上降低有效載荷入軌成本，減輕太空飛行器用於軌道維持和軌道機動的推進系統質量，縮短近地軌道向同步軌道轉移的時間，從而增強人類的太空探索能力。相對傳統的化學推進技術，我們一般把採用新能源或者新機理（不同於傳統化學推進火箭）的航天推進技術稱為先進航天推進技術，主要包括先進化學推進、雷射推進、微波推進、電推進和帆推進等航天推進技術。
在國際上，以美國為代表的航天強國已經按照“戰略規劃-研究開發-型號套用”三步曲下大力發展先進航天推進技術，為更遠的需求和戰略規划進行技術儲備。目前，許多航天大國都在先進航天推進技術方面展開了大量的研究開發工作。尤其是美國空軍“2025年計畫”、美軍航天司令部“2020年長期規劃”都將發展先進航天推進技術放在很重要的位置。
太陽能電力推進裝置的尾部特寫
太陽能電力推進裝置的尾部特寫太陽能電力推進裝置的尾部特寫
從研發進展上看，NASA目前處在領先位置，特別在對包括雷射推進和微波推進的定向能推進技術方面，NASA進行了大量的基礎研究和技術開發，已經較為成熟，預計在2020年將實現雷射推進技術的實用化；在高能量密度的先進化學推進技術方面，美國航空航天局目前已經開發出二硝基胺銨鹽（ADN）、二硝基銨鉀鹽與硝酸銨的共結晶體（KDN-AN）、六硝基六氮雜多環硝胺（CL-20）等多種高能氧化劑和推進劑，可以用於未來軍事航天套用。此外，20世紀60年代就開始研究的電推進技術目前已經可以實用化，美國、俄羅斯、ESA歐洲太空局、日本等都在加強研究，採用電推進技術的太空飛行器已經發射入軌了近200顆，但是由於電推進的特點是比沖高、推力小、壽命長，因此主要用於太空飛行器的姿態控制、軌道修正和軌道維持等任務。
採用光壓推進原理的帆推進技術的最大優點是不需要任何動力，只要太陽不熄滅，就可以提供持續的動力來加速太空飛行器。日本已經在太空部署了兩個太陽帆進行試驗，雖然目前還有較多關鍵技術需要解決，但是已經向人們展示了帆推進技術的光明前景。
