反物质是一种和通常物质的质量完全相同、但电荷相反的物质。反物质原子由反质子、反中子和正电子(普通电子带负电)组成。当反物质原子和通常物质的原子碰撞时，两种原子会湮灭并释放出巨大的能量。由于反物质和物质如果相遇，将会湮灭，正反物质的质量将全部转化为能量，按照爱因斯坦的质能公式E=mc^2释放巨大的能量。此外，反物质发动机的一个好处是反物质的湮灭可以自发产生，不需要像核发动机中的核反应那样需要许多条件，所以就不需要很大的反应堆，可以减轻飞船重量。1928年英国物理学家狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac)首先从理论上提出了存在反物质的假说，认为存在和构成普通物质的基本粒子质量相等但电荷相反的基本粒子，并有由这样的基本粒子构成的反物质。