이온 엔진(Ion Engine)은 전기 추진 시스템의 일종으로, 이온의 전하를 이용하여 추진력을 발생시키는 방식의 우주선 엔진이다. 주로 NASA와 유럽 우주국(ESA) 등에서 우주 탐사 및 위성 궤도 조정에 사용된다.

이온 엔진은 외부의 연료를 필요로 하지 않고, 대신 극히 작은 양의 엘렉트로닉 가스를 이온화하여 높은 속도로 방출함으로써 추진력을 얻는다. 이러한 과정은 다음과 같이 이루어진다. 먼저, 엔진 내부의 가스를 이온화하여 이온을 생성한 후, 이 이온에 전압을 가해 빠른 속도로 가속한다. 이후 이온은 엔진 후부로 방출되어, 반작용으로 추진력을 발생시킨다.

이온 엔진의 주요 장점은 연료 효율이 매우 높다는 것이다. 기존의 화학 로켓 엔진에 비해 연료 소비가 적고, 오랜 시간 동안 추진력을 유지할 수 있다. 그러나 이온 엔진은 상대적으로 낮은 thrust(추력)를 가지기 때문에, 초기발사 후 궤도에 진입하기 위해서는 화학 로켓과 함께 사용되곤 한다.

이온 엔진의 발전은 차세대 우주 탐사로봇과 장기 임무에 대한 가능성을 크게 넓혔으며, 실제로 딥 스페이스 미션에서도 활용되고 있다. 대표적인 사례로는 NASA의 'Dawn' 우주선이 있으며, 이 우주선은 이온 엔진을 이용해 여러 천체를 탐사하였다.

최근에는 이온 엔진의 사용이 상업 우주 비행 및 인공위성의 궤도 조정에 점점 더 많은 응용 가능성을 보이고 있다. 이로 인해 이온 엔진 기술은 우주 탐사의 미래에 중요한 역할을 담당할 것으로 예상된다.