โดยทั่วไปแล้วเครื่องยนต์ cryogenic มักเป็นเครื่องยนต์จรวดที่ออกแบบมาเพื่อหลบหนีแรงโน้มถ่วงของโลกเพื่อส่งยานสำรวจไปในระยะห่างหรือยกดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจร พวกเขาใช้เชื้อเพลิงเหลวที่เย็นลงจนถึงอุณหภูมิต่ำมากและจะอยู่ในสถานะก๊าซที่ความดันและอุณหภูมิปกติเช่นไฮโดรเจนและออกซิเจน เชื้อเพลิงเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในหนึ่งในสองการออกแบบหลักในการสร้างแรงผลักดัน ไฮโดรเจนจะถูกระเหยเป็นเชื้อเพลิงและถูกจุดประกายโดยตัวออกซิไดเซอร์ของออกซิเจนเพื่อสร้างแรงผลักดันจรวดร้อนมาตรฐานหรือพวกมันถูกผสมเพื่อสร้างไอน้ำร้อนที่ออกจากหัวฉีดเครื่องยนต์และสร้างแรงผลักดัน
ขณะนี้มีห้าประเทศที่มีระบบขับเคลื่อนเครื่องยนต์แบบ cryogenic ที่ผ่านการทดสอบเรียบร้อยแล้วในปี 2554 ได้แก่ สหรัฐอเมริการัสเซียและจีนรวมถึงฝรั่งเศสและญี่ปุ่น ทำงานที่ศูนย์การบินและอวกาศของเยอรมันในเมือง Lampoldshausen ประเทศเยอรมนีและกำลังดำเนินการพัฒนาระบบขับเคลื่อนแบบ cryogenic อินเดียได้ทำการทดสอบภาคสนามด้วยการออกแบบจรวดแช่แข็งเมื่อเร็ว ๆ นี้เมื่อปี 2552 ที่ผลิตโดยองค์การวิจัยอวกาศแห่งอินเดีย (ISRO) ซึ่งส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในการทดสอบยานยนต์
วิศวกรรม Cryogenic สำหรับเชื้อเพลิงจรวดได้รับรอบตั้งแต่อย่างน้อยยุค 1960 การออกแบบของจรวด Saturn V ใช้โดยภารกิจ Apollo Moon สหรัฐอเมริกา เอ็นจิ้นหลักของกระสวยอวกาศของสหรัฐอเมริกาก็ใช้เชื้อเพลิงที่เก็บไว้ในรูปแบบ cryogenically เช่นเดียวกับแบบจำลองขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBMs) หลายรุ่นที่ใช้เป็นตัวยับยั้งนิวเคลียร์ของรัสเซียและจีน จรวดที่มีเชื้อเพลิงเหลวนั้นมีแรงขับมากกว่าดังนั้นความเร็วจะเร็วกว่าคู่เชื้อเพลิงแข็ง แต่ถูกเก็บไว้ในถังเชื้อเพลิงเปล่าเนื่องจากเชื้อเพลิงอาจรักษาได้ยากและทำให้วาล์วเครื่องยนต์และอุปกรณ์ติดตั้งเสื่อมสภาพไปตามกาลเวลา การใช้เชื้อเพลิงไครโอจีนิกเป็นตัวขับเคลื่อนจำเป็นต้องมีที่เก็บสำหรับเชื้อเพลิงเพื่อให้สามารถสูบเข้าไปในเครื่องยนต์จรวดที่ถือถังเมื่อจำเป็น เนื่องจากเวลาในการเปิดตัวขีปนาวุธที่ขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์ cryogenic อาจล่าช้าไปหลายชั่วโมงและการเก็บเชื้อเพลิงมีความเสี่ยงสหรัฐฯจึงเปลี่ยนเป็น ICBMs นิวเคลียร์แบบแข็งทั้งหมดในช่วงทศวรรษ 1980
ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนเหลวจะถูกเก็บไว้ที่ระดับ -423 °ฟาเรนไฮต์ (-253 °เซลเซียส) และ -297 °ฟาเรนไฮต์ (-183 องศาเซลเซียส) ตามลำดับ องค์ประกอบเหล่านี้หาได้ง่ายและเสนอหนึ่งในอัตราการแปลงพลังงานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของเชื้อเพลิงเหลวสำหรับการขับเคลื่อนจรวดดังนั้นพวกเขาจึงกลายเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกสำหรับทุกประเทศที่ทำงานเกี่ยวกับการออกแบบเครื่องยนต์แบบอุณหภูมิ พวกเขายังผลิตอัตราแรงกระตุ้นเฉพาะที่รู้จักมากที่สุดสำหรับการขับเคลื่อนจรวดเคมีได้ถึง 450 วินาที แรงกระตุ้นเฉพาะเป็นการวัดการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมต่อหน่วยของการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิง จรวดที่สร้างแรงกระตุ้นเฉพาะ 440 เช่นเครื่องยนต์กระสวยอวกาศ cryogenic ในสุญญากาศจะบรรลุความเร็วประมาณ 9,900 ไมล์ต่อชั่วโมง (15,840 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้มันอยู่ในวงโคจรรอบโลกสำหรับการทำลาย ขยายระยะเวลา
รูปแบบใหม่ของเครื่องยนต์ Cryogenic คือ Common Extensible Cryogenic Engine (CECE) ซึ่งพัฒนาโดย National Aeronautics and Space Administration (NASA) ในสหรัฐอเมริกา มันใช้ออกซิเจนเหลวทั่วไปและเชื้อเพลิงไฮโดรเจน แต่ตัวเครื่องยนต์ทั้งหมดนั้นมีความเย็นมาก เชื้อเพลิงผสมเพื่อสร้างไอน้ำร้อนยวดยิ่ง 5,000 °ฟาเรนไฮต์ (2,760 °เซลเซียส) เป็นรูปแบบของแรงขับจรวดที่สามารถกดขึ้นและลงจากระดับแรงขับที่สูงกว่า 100% ถึง 10% เล็กน้อยสำหรับการเคลื่อนที่ในสภาพแวดล้อมที่ลงจอดเช่นบนพื้นผิวของ ดวงจันทร์. เครื่องยนต์ได้ประสบความสำเร็จในการทดสอบปลายปี 2549 และอาจนำไปใช้กับทั้งภารกิจในอนาคตของดาวอังคารและดวงจันทร์
