早在1906年，现代火箭之父罗伯特·戈达德即已考虑过不通过高温而将带电粒子加速的可能性。这可以被认为是有关离子推进的早期理论工作。
1930年代，大名鼎鼎的火箭专家维纳·冯·布劳恩在其导师赫尔曼·奥伯特的指导下讨论了电推进的可能性，而后者曾在他的一本书中花费了整整一个章节研究电推进问题。二战后，当冯·布劳恩继续研究V-2火箭时，他同时也在考虑星际飞行的可能性。他让同事Ernst Stuhlinger回顾Oberth当年的工作，这却使Stuhlinger为电推进的概念所深深吸引而不能自拔，终成一代电推进技术的权威。
在1955年国际宇航大会上发表的一篇文章中，Stuhlinger认为，与传统的化学推进技术相比，电推进系统的发射质量与最终入轨质量之比要小得多。如果采用电推进，无疑比化学燃料效能高得多，星际旅行的可能性也大大提升。
1958年，美国陆军弹道导弹部门签定了有关电推进的第一个合同。两年后，NASA的Marshall飞行中心委托Hughes实验室进行30千瓦离子引擎的研制，并于第二年作了演示。同时美国无线电公司的航天电子部也受NASA之托，研制出一批用于搭载引擎的太空舱，每个太空舱都能搭载两台引擎，以测试不同的推进剂。1964年，美国的SERT 1卫星携带了两台离子引擎入轨进行测试，其结果是一成一败。
但随着登月竞争的白热化，NASA将研究重点转向建造使用化学燃料为推进剂的重型运载火箭上。直到1992年，NASA Solar Electric Power Technology Applications Readiness计划才重拾当年电推进的概念，决定研制氙离子推进引擎。1996年至1997年间，喷气推进实验室在其真空室中测试了一台由Lewis中心设计制造的氙离子引擎原型机，引擎平稳运转了8000小时。有了这一成功经验，该技术随即被Deep Space 1计划采用。
