比沖（通常縮寫為Isp）是衡量反應質量發動機（使用推進劑的火箭或使用燃料的噴氣發動機）產生推力的效率的量度。對于反應質量只是它們所攜帶的燃料的發動機，比沖與有效排氣速度完全成正比。具有更高比沖的推進系統更有效地使用推進劑的質量。在火箭的情況下，這意味著給定delta-v所需的推進劑更少，因此連接到發動機的車輛可以更有效地獲得高度和速度。在大氣環境中，比沖可以包括由發動機以某種方式加速的外部空氣質量對沖量的貢獻，例如通過內部渦輪風扇或通過燃料燃燒參與加熱然后推力膨脹或通過外部螺旋槳。噴氣發動機為燃燒和旁通呼吸外部空氣，因此比火箭發動機具有更高的比沖。以消耗的推進劑質量表示的比沖具有單位時間的距離，這是一個稱為有效排氣速度的名義速度。這高于實際排氣速度，因為沒有考慮燃燒空氣的質量。在真空中運行的火箭發動機的實際和有效排氣速度是相同的。單位沖量與單位燃料消耗量(SFC)成反比，關系式Isp=1/(go·SFC)對于SFC，單位為kg/(N·s)，Isp=3600/SFC對于SFC，單位為lb/(lbf·hr).

推進劑的量可以以質量或重量為單位進行測量。如果使用質量，則比沖是每單位質量的沖量，尺寸分析表明具有速度單位，特別是有效排氣速度。由于SI系統是基于質量的，這種類型的分析通常以米/秒為單位進行。如果使用基于力的單位系統，沖量除以推進劑重量（重量是力的量度），得到時間單位（秒）。這兩個公式的區別在于地球表面的標準重力加速度(g0)。火箭（包括其推進劑）單位時間內的動量變化率等于推力。比沖越高，在給定時間內產生給定推力所需的推進劑就越少，推進劑的效率就越高。這不應與能量效率的物理概念相混淆，能量效率會隨著比沖的增加而降低，因為提供高比沖的推進系統需要高能量才能做到這一點。推力和比沖量不應混淆。推力是發動機提供的力，取決于流經發動機的反作用質量。比沖量測量每單位推進劑產生的沖量，與排氣速度成正比。推力和比沖與相關發動機的設計和推進劑有關，但這種關系是微不足道的。例如，與RP-1/LO2相比，LH2/LO2雙推進劑產生更高的Isp但推力更低，因為廢氣具有更低的密度和更高的速度（H2O與CO2和H2O）。在許多情況下，具有非常高比沖的推進系統（一些離子推進器達到10,000秒）會產生低推力。計算比沖時，只計算使用前隨車攜帶的推進劑。對于化學火箭，推進劑質量因此將包括燃料和氧化劑。在火箭學中，具有較高比沖的較重發動機在獲得高度、距離或速度方面可能不如具有較低比沖的較輕發動機有效，尤其是在后者具有較高推重比的情況下。這是大多數火箭設計具有多級的重要原因。xxx級針對高推力進行了優化，以將具有更高比沖的后期級提升到更高的高度，在那里它們可以更有效地執行。對于吸氣式發動機，只計算燃料質量，而不計算通過發動機的空氣質量。空氣阻力和發動機無法在快速燃燒率下保持高比沖是為什么沒有盡可能快地使用所有推進劑的原因。如果不是因為空氣阻力和飛行過程中推進劑的減少，比沖將直接衡量發動機在將推進劑重量或質量轉化為前進動力方面的有效性。

比沖最常見的單位是秒，因為無論計算是以SI、英制還是習慣單位進行的，數值都是相同的。幾乎所有制造商都以秒為單位引用其發動機性能，該單位也可用于指定飛機發動機性能。使用每秒米數來指定有效排氣速度也相當普遍。該單位在描述火箭發動機時很直觀，盡管發動機的有效排氣速度可能與實際排氣速度有很大不同，尤其是在氣體發生器循環發動機中。對于吸氣式噴氣發動機，有效排氣速度在物理上沒有意義，盡管它可以用于比較目的。米/秒在數值上相當于牛頓-秒/千克(N·s/kg)，比沖的SI測量值可以用任一單位互換。本單元強調了比沖的定義為每單位推進劑質量的沖量。比燃料消耗量與比沖量成反比，單位為g/(kN·s)或lb/(lbf·hr)。燃料消耗率廣泛用于描述吸氣式噴氣發動機的性能。

比沖，以秒為單位，有效地表示這種推進劑與該發動機配對時，可以在多少秒內將其自身的初始質量加速到1g。它可以加速自身質量的秒數越多，它提供給整個系統的delta-V就越多。換句話說，給定一個特定的發動機和一定量的特定推進劑，比沖量測量該發動機可以施加持續力（推力）多長時間，直到完全燃燒該質量的推進劑。與在發動機中燃燒時施加相同力的一些能量密度較低的推進劑相比，給定質量的能量密度更高的推進劑可以燃燒更長的持續時間。燃燒相同推進劑的不同發動機設計在將推進劑能量轉化為有效推力方面可能效率不高。這種配方的優點是它可以用于火箭，其中所有的反應物質都攜帶在飛機上，也可以用于飛機，其中大部分反應物質來自大氣。此外，它給出的結果與使用的單位無關（假設使用的時間單位是秒）。在火箭中，由于大氣效應，比沖隨高度而變化，在真空中達??到xxx值。這是因為排氣速度不僅僅是燃燒室壓力的函數，而是燃燒室內部和外部之間差異的函數。通常給出在海平面(sl)或真空(vac)下運行的值。

由于比沖方程中g0的地心因子，許多人更喜歡另一種定義。火箭的比沖可以用每單位推進劑質量流量的推力來定義。這是定義火箭推進劑有效性的同樣有效的（并且在某些方面更簡單）的方法。對于火箭來說，以這種方式定義的比沖就是相對于火箭的有效排氣速度ve。在實際的火箭噴管中，排氣速度在整個出口截面上并不是真正均勻的，這樣的速度分布很難準確測量。對于使用一維問題描述的所有計算，假設一個均勻的軸向速度ve。該有效排氣速度表示推進劑從火箭運載器中噴出的平均速度或質量當量速度。火箭必須攜帶所有的推進劑，因此未燃燒的推進劑的質量必須與火箭本身一起加速。最小化實現給定速度變化所需的推進劑質量對于制造有效的火箭至關重要。齊奧爾科夫斯基火箭方程表明，對于具有給定空質量和給定推進劑量的火箭，它可以實現的總速度變化與有效排氣速度成正比。沒有推進力的航天器遵循由其軌跡和任何引力場確定的軌道。通過在與所需速度變化方向相反的方向上發送排氣質量來實現與相應速度模式的偏差（這些稱為Δv）。

當發動機在大氣中運行時，排氣速度會因大氣壓力而降低，從而降低比沖。相對于在真空條件下實現的實際排氣速度，這是有效排氣速度的降低。在氣體發生器循環火箭發動機的情況下，當渦輪泵廢氣通過單獨的噴嘴排出時，存在不止一種廢氣流。計算有效排氣速度需要平均兩個質量流量以及考慮任何大氣壓力。對于吸氣式噴氣發動機，尤其是渦輪風扇發動機，實際排氣速度和有效排氣速度相差幾個數量級。這是因為通過使用空氣作為反應物質可以獲得大量的額外動量。這樣可以更好地匹配空速和排氣速度，從而節省能量/推進劑并極大地提高有效排氣速度，同時降低實際排氣速度。

以時間測量的比沖示例為453秒，這相當于RS-25發動機在真空中運行時的有效排氣速度為4.440公里/秒（14,570英尺/秒）。吸氣式噴氣發動機的比沖通常比火箭大得多。例如，渦扇噴氣發動機在海平面上可能具有6,000秒或更多的比沖，而火箭則在200到400秒之間。因此，吸氣式發動機的推進劑效率比火箭發動機高得多，因為空氣作為反應物質和燃燒氧化劑，不必作為推進劑攜帶，實際排氣速度要低得多，因此動能排出的廢氣更少，因此噴氣發動機使用更少的能量來產生推力。

雖然吸氣式發動機的實際排氣速度較低，但噴氣發動機的有效排氣速度卻非常高。這是因為有效排氣速度計算假定攜帶的推進劑提供所有的反作用質量和所有推力。因此，有效排氣速度對于吸氣式發動機在物理上沒有意義；盡管如此，它對于與其他類型的引擎進行比較是有用的。在火箭發動機中試射的化學推進劑的最高比沖為542秒（5.32公里/秒），鋰、氟和氫的三元推進劑。然而，這種組合是不切實際的。鋰和氟都具有極強的腐蝕性，鋰與空氣接觸會點燃，氟與大多數燃料接觸會點燃，而氫氣雖然不是自燃的，但具有爆炸危險。尾氣中的氟和氟化氫(HF)毒性很大，會破壞環境，使發射臺周圍的工作變得困難，并使獲得發射許可證變得更加困難。火箭尾氣也被電離，這會干擾與火箭的無線電通信。核熱火箭發動機與傳統火箭發動機的不同之處在于，能量是通過外部核熱源而不是燃燒熱提供給推進劑的。核火箭通常通過使液態氫氣通過運行中的核反應堆來運行。1960年代的測試產生了大約850秒（8,340m/s）的比沖，大約是航天飛機發動機的兩倍。各種其他火箭推進方法，例如離子推進器，提供更高的比沖，但推力更低；例如，SMART-1衛星上的霍爾效應推進器具有1,640秒（16.1公里/秒）的比沖，但xxx推力僅為68毫牛（0.015磅力）。目前正在開發的可變比沖磁等離子體火箭（VASIMR）發動機理論上將產生20至300公里/秒（66,000至984,000英尺/秒），xxx推力為5.7N（1.3磅力）。