氮和氢组成的火箭燃料通常有3种：肼、偏二甲肼、一甲基肼。
（一）肼燃料：Hydrazine，剧毒，但肼的沸点为113.5℃，常温下液态，这是吸引科学家的一面。肼在在催化剂帮助下分解成氨气和氮气并放热，如果控制氨解离成氮和氢的吸热反应，最高可以得到1650K的燃气温度，通常作为小推力姿态控制发动机，在推力10N左右的微型发动机上用肼是最合适不过。航天飞机辅助动力单元的涡轮泵也采用了肼燃料燃气发生器，每台仅40公斤重，功率135马力。不过肼本身的热稳定性还比较差。
（二）偏二甲肼燃料：UDMH，同样剧毒，采用硝酸或N₂O₄等作氧化剂，有较宽的液态温度范围和较高的能量特性，有更便捷的军事用途，但比冲一般，作为巅峰质子火箭发动机RD-253，真空比冲也仅310S.由于氧化剂N₂O₄为红棕色，因此发射的时候出现橙红色是其明显特征。
（三）一甲基肼：MMH，姿态控制专用，沸点87.5℃，冰点-52℃，与氧化剂N₂O₄接触能自燃，能够多次启动。MMH+N₂O₄双组元大推力，解决了过氧化氢，或者肼催化、电热分解姿态控制发动机燃料比冲小、推力小的缺陷。航天飞机轨道机动系统（OMS）的AJ10-190发动机，安装在垂尾两侧，合计推力达到53.4千牛。X37B也采用了这种燃料用于变轨。
