La voile solaire, outre l'utilisation de la force gravitationnelle, est propulsée par la pression de radiation émise par les étoiles, ayant pour origine le transfert de l'impulsion des photons qui viennent percuter sa voile. Par conséquent, plus cette voile est grande et réfléchissante, plus elle renvoie de photons et plus la force de propulsion est grande. En inclinant la voile, on peut modifier la surface offerte à la lumière et ainsi doser la poussée et diriger l'engin. Cependant, cette poussée est très faible. Elle permettrait par exemple à une voile de 800 m de côté et de 2,5 microns d’épaisseur de naviguer, dans notre système solaire, à une vitesse variant de 5 km.s-1 à 25 km.s-1, en fonction de l'éloignement du Soleil. A une telle vitesse, variable en fonction de la distance à l'étoile, la voile solaire atteindrait Gliese 581 en près de 410 000 ans.

Dans l'hypothèse où la voile dispose toujours de la pression de radiation émise par une étoile, sa poussée, aussi faible soit-elle, lui permettrait de déplacer des masses considérables, pouvant être de plusieurs tonnes, sur des distances importantes, ce qui convient parfaitement aux voyages interstellaires.

Ainsi certains scientifiques ont-ils pensé à propulser la voile solaire à l'aide de puissants lasers utilisant l'énergie solaire, l'un étant placé près du soleil (pour profiter de son énergie abondante), l'autre placé près de la Terre. Ces lasers utiliseraient, afin de focaliser le faisceau sur la voile, de gigantesques lentilles de 100 km de diamètre. Ils permettraient ainsi à la voile solaire d'atteindre une vitesse de 60 000 km.s-1 (0.2 c).

Afin d'optimiser la vitesse, la voile solaire doit être la plus légère et fine possible, tout en étant solide et résistante, car plus la masse par unité de surface de la voile est faible, plus l'accélération subie (pour la surface totale) est élevée.