化学燃料
用于内燃机 (汽车、柴油机和涡轮喷气发动机) 和固定式发电厂炉膛中的主要燃料是有机矿物燃料。在地球上发现的煤、石油和天然气，以及用各种精炼和分馏方法生产出来的其他产品都可用作这些燃料。
用来改善发动机燃烧性能的特种燃料可用合成化学工艺获得。使用这些燃料能够提高发动机的比推力 （比推力是发动机产生的力除以燃料的质量流量），或者提高供发动机使用的单位质量燃料燃烧热，或单位容燃料燃烧热。液氢是单位质量燃烧热极高的一种特种燃料，它与液氧一起已用于火箭发动机。但因液氢的密度低，在要求有较高的单位容积燃烧热的系统（指那些容积受到限定的系统） 中，用它还不太有效，液氢与液氟结合可产生极大的比推力，采用这种复合燃料的火箭发动机正在研制之中。
一种特种燃料——气态氰C2N2——能产生5000℃数量级的火焰温度，它与作为氧化剂的氧气一起使用。液体燃料肼N2H4和其他肼基燃料与液体氧化剂四氧化二氮N2O4一起用于许多空间火箭发动机。氢化硼，如乙硼烷B2H6和戊硼烷B5H9都是高能燃料，它们用于先进的火箭发动机。
对于空气供氧的推进发动机 （涡轮喷气发动机和冲压喷气发动机），通常使用烃类燃料。对某些用途，使用能自燃 （即在有空气的情况下能自发着火） 的金属烷基燃料，甚至用液氢。
没有氧化剂的情况下，或者依靠自发分解或者依靠催化剂分解而放出热量的燃料称为单组元推进剂，并已经用于火箭发动机。这些单组元推进剂有过氧化氢H2O2和硝基甲烷CH3NO2。
多数大推力 （大的推进力） 火箭发动机使用液体燃料和氧化剂。当推力不是一个要考虑的问题时，常使用固体推进剂和氧化剂，因为固体火箭发动机系统简单，不需要诸如阀和泵这些运动部件。固体推进剂主要分为两类，双基的和复合的，双基推进剂由硝化甘油 （甘油三硝酸脂） 和硝化纤维混合而成，不需要另外的氧化剂。硝化甘油能使硝化纤维增塑并膨胀，生成强度较高而延伸率较低的推进剂。
双基推进剂通常用铸模制成火箭本体所需的预想形状 （称为火药柱）。复合推进剂由燃料和氧化剂组成。后者可以是无机高氯酸盐，例如高氯酸铵NH4ClO4或高氯酸钾KClO4; 也可以是硝酸盐，例如硝酸铵NH4NO3或硝酸钾KNO3或硝酸钠NaNO3。复合推进剂的燃料通常为沥青油型、热凝塑料 （已经使用的有酚醛和酚糠醛树脂） 或某些类型的合成橡胶和类胶物质。最近，已把诸如硼、铝和铍等金属微粒加入固体推进剂中，以提高它们的燃烧热和消除某些形式的燃烧不稳定性。