iyon motorlarında ilk önce xenon yakıt tankından alınan xenon atomları motorun iç kısmına gelir. Burada Xe atomları elektronlarla çarpışarak Xenon iyonlarını oluşturur. Bu katyon iyonlar motorun positif ve negatif ızgaralarından geçerek dışarı atılır.

Dışarı atıldığında hala iyon halde olan reaksiyona meyilli xenon iyonları nötrleme elektron atıcısı tarafından atılan elektron ile reaksiyona girerek tekrar Xenon atomlarına dönüşür.

Bu itim sonucu itme kuvveti oluşur ve bu itme kuvveti uzay aracını hareket ettirir.