核火箭的原理主要基於核反應或放射性物質衰變過程中釋放出的能量。
這種能量被用來加熱工作介質，通常是液態氫。當這些加熱後的工作介質通過噴管高速排出時，會產生巨大的推力，推動宇宙飛船或火箭飛行。核火箭可以分為不同的類型，包括放射性同位素衰變型、核裂變型和核聚變型。核裂變是在一定條件下，原子核發生分裂，釋放出大量能量。而核聚變則是較輕的原子核聚合成新的較重的原子核，同時釋放出大量能量。
核熱推進系統是核火箭發動機的一種形式，它使用核反應產生的熱量來加熱液態氫，使其膨脹並從噴嘴高速噴出，產生推力。這種推進系統可以減少對化學燃料的依賴，提高燃料效率，並減少對太空人輻射的影響，從而支持更遠距離的太空探索任務。