Budući da su zvijezde tako udaljene jedna od druge, predloženi načini međuzvjezdanog putovanja ili uključuju vrlo duga putovanja, ili vrlo brza sredstva da se tamo stigne. Usredotočit ćemo se na brza sredstva, jer nitko ne voli dugo čekati da stigne do odredišta putovanja.
Postoje četiri moguća načina međuzvjezdanog putovanja koja se shvaćaju ozbiljno. Oni su nuklearni impulsni pogon – jedna od prvih predloženih raketa na fuzijski pogon, svjetlosna jedra pokretana laserima i pogon na bazi antimaterije. Od njih, pogon antimaterije i lagana jedra čine se najperspektivnijim jer su najbrži. Antimaterija ili svjetlosna jedra mogla bi doseći brzine slične brzini svjetlosti, koristeći prednost relativističkog učinka dilatacije vremena, zbog čega bi se međuzvjezdano putovanje do Alpha Centauri, udaljene četiri svjetlosne godine, moglo činiti kao manje od godinu dana.
Preostale metode međuzvjezdanog putovanja, nuklearni impulsni pogon i fuzijske rakete, ograničene su na brzine od oko 10% brzine svjetlosti pri max, što ih čini manje zanimljivima. Međutim, nuklearni impulsni pogon je zanimljiv jer nam je na dohvat ruke od 1945. Da se provodio agresivni nuklearni svemirski program 1950-ih i 1960-ih, čovječanstvo je vjerojatno moglo poslati ekspedicije s ljudskom posadom u vanjski Sunčev sustav do 1970-ih. Međutim, nuklearne eksplozije zabranjene su trenutnim međunarodnim pravom, a Ugovor o svemiru zabranjuje raspoređivanje nuklearnog oružja u svemiru.
Jedan od najvećih zahtjeva za međuzvjezdano putovanje je sposobnost usporiti sebe kada dođete do ciljanog zvjezdanog sustava. Pri brzinama blizu svjetlosti, proces kočenja mora započeti otprilike na pola puta. Jedna od mogućih metoda međuzvjezdanog putovanja o kojima se najviše raspravlja – svjetlosna jedra ubrzana ogromnim svemirskim laserima – trebala bi spakirati neke nuklearne bombe, fuzijski reaktor ili antimateriju, kako bi se osiguralo da imaju sredstva za usporavanje kada stignu na odredište. . Za sonde, preleti mogu biti dovoljni, ali za ozbiljne napore kolonizacije, sposobnost kočenja je neophodna.
Jedna od mrtvih, ali poznatih ideja za međuzvjezdane svemirske brodove je Bussard ramjet, koji bi usisao, a zatim spalio međuzvjezdani vodik s gigantskom mjerilom, dopuštajući mu da se kreće noseći vlastito gorivo. Međutim, naknadni izračuni su otkrili da lopatica ne bi bila praktična – otpor bi premašio njen potisak.