Pour avancer dans un sens, une machine doit éjecter de la matière dans le sens opposé. Le mouvement ne doit rien au monde extérieur et dans la limite du stock de matière éjectable, la machine est totalement autonome.
Pour avancer le rameur s'appuie sur l'eau, l'avion à hélice sur l'air, le piéton sur le sol.
Mais comment se déplacer dans le vide? Comment tenir sans point d'appui et progresser sans la moindre substance pour alimenter un hypothétique moteur?
La réponse tient en un mot : le moteur- fusée. cet appareil produirait du mouvement simplement en éjectant de la matière sous forme gazeuse : par réaction, il se déplacerait en sens inverse. La réaction fonctionne grâce au principe de la conservation de la quantité de mouvement. Comment produire ces gaz? En faisant brûler une substance combustible au moyen d'oxygène (ou une composée oxygénée). Ces deux produits (qu'aujourd'hui on appelle ergols) devront être emportés par la fusée.
Contrairement à une idée très répandue, une fusée ne prend pas appui sur l'air ambiant. Et si elle est capable de fonctionner dans l'atmosphère, c'est dans le vide que son rendement est optimal. Tsiolkovski est le premier à proposer l'emploi d'ergols liquides (le couple hydrogène/oxygène lui semblant même particulièrement efficace; aujourd'hui encore, c'est le plus performant !) de préférence aux poudres utilisées jusque-là.