Kryogenní motory se často používají v raketách horního stupně, kde je vysoká účinnost a specifický impuls rozhodující pro dosažení orbity nebo misí do hlubokého vesmíru. Některé příklady kryogenních motorů zahrnují RL-10, který se používá na horním stupni Centaur, a J-2X, který byl vyvinut pro použití na Space Launch System (SLS).
Použití kryogenních pohonných látek představuje problémy z hlediska manipulace, skladování a izolace. Hnací látky jako kapalný vodík a kapalný kyslík jsou extrémně chladné a mohou způsobit tvorbu námrazy a ledu na površích. Proto musí být kryogenní motory navrženy s pečlivou pozorností k tepelnému managementu a výběru materiálů, aby byla zajištěna správná funkčnost a bezpečnost.
Navzdory těmto výzvám nabízejí kryogenní motory významné výhody z hlediska výkonu, díky čemuž jsou nezbytné pro širokou škálu vesmírných průzkumů a misí s vypouštěním satelitů.