Το ηλιακό πανί είναι μια προτεινόμενη μορφή διαστημικής πρόωσης που χρησιμοποιεί την πίεση από τα φωτόνια του ήλιου για να παρέχει ώθηση. Τα φωτόνια αντανακλώνται από έναν καθρέφτη συνδεδεμένο με ένα ωφέλιμο φορτίο, μεταφέροντας ορμή και επιτρέποντας στο πανί και στο συνοδευτικό ωφέλιμο φορτίο να επιταχύνουν. Επειδή η φωτονική πίεση είναι αρκετά μικρή σε σύγκριση, για παράδειγμα, με την ώθηση που παράγεται από έναν χημικό πύραυλο, τα βιώσιμα ηλιακά πανιά πρέπει να είναι πολύ μεγάλα και ελαφριά. Ένα σχέδιο που μελετάται από τη NASA θα είχε πλάτος περίπου μισό χιλιόμετρο (31 μίλια). Τα προτεινόμενα δομικά υλικά περιλαμβάνουν μεμβράνες mylar και πολυϊμιδίου, αλουμίνιο και ένα νέο είδος ανθρακονήματος.
Σχέδια που παράγουν την υψηλότερη αναλογία ώθησης προς μάζα αναπτύχθηκαν από τον φοιτητή του MIT Eric Drexler στη μεταπτυχιακή του διατριβή. (Ο Drexler είναι κυρίως γνωστός ως ο πατέρας του τομέα της νανοτεχνολογίας.) Χρησιμοποιώντας μεμβράνες αλουμινίου πάχους περίπου 30-100 νανόμετρων, τα σχέδια του Drexler θα προσφέρουν τιμές ώθησης ανά τετραγωνικό μέτρο περίπου 10 φορές υψηλότερες από τα περισσότερα προτεινόμενα σχέδια, που χρησιμοποιούν πλαστικά. Το κλειδί για την υλοποίηση του σχεδιασμού του Drexler θα ήταν οι εγκαταστάσεις παραγωγής στο διάστημα. Οι μεμβράνες για τα ηλιακά πανιά είναι πολύ ευαίσθητες για να διπλωθούν, να εκτοξευθούν και να αναπτυχθούν.
Δεν έχει κατασκευαστεί ακόμη διαστημόπλοιο που να χρησιμοποιεί ηλιακά πανιά ως κύρια μέθοδο πρόωσης, αν και η φωτονική πίεση έχει χρησιμοποιηθεί για να γίνουν μικρές αλλαγές στην πορεία των διαστημικών ανιχνευτών. Ωστόσο, το 2004, ο αεροδιαστημικός οργανισμός της Ιαπωνίας, ISAS, ανέπτυξε με επιτυχία 2 πρωτότυπα ηλιακά πανιά σε χαμηλή τροχιά της γης. Το 2005, ένα κοινό ιδιωτικό έργο μεταξύ της Planetary Society, των Cosmos Studios και της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών, εκτόξευσε το Cosmos 1, το πρώτο ηλιακό διαστημόπλοιο στον κόσμο. Λόγω της μη συμβατικής φύσης της ηλιακής πρόωσης πανιών, οι μεγάλες κρατικές υπηρεσίες ήταν απρόθυμες να επενδύσουν σε αυτήν, αφήνοντας την ανάπτυξη στον τομέα σε ιδιωτικούς φορείς.
Τα ηλιακά πανιά θα ήταν ιδανικά για χρήση στο ηλιακό σύστημα, όπου οι ακτίνες του ήλιου είναι πιο έντονες. Για αποστολές εκτός του ηλιακού συστήματος, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν καθρέφτες μεγέθους πλανήτη για την εστίαση της φωτεινής ενέργειας ακριβώς στα ηλιακά πανιά. Αν και ένα τεράστιο έργο μηχανικής, αυτό μπορεί μια μέρα να αποδειχθεί ο ευκολότερος τρόπος για να επιταχύνετε ένα διαστημόπλοιο σε ένα σημαντικό κλάσμα της ταχύτητας του φωτός. Καλοσχεδιασμένα ηλιακά πανιά θα μπορούσαν να ταξιδεύουν σε κατευθύνσεις εκτός από ακριβώς μακριά από τον ήλιο, γέρνοντας το πανί σε κατάλληλη γωνία. Για να βελτιωθεί η ταχύτητα των ηλιακών πανιών, έχει προταθεί το βαμμένο ηλιακό πανί, ένα υποθετικό πανί το οποίο θα είναι επικαλυμμένο με χημικές ουσίες σχεδιασμένες να εξατμίζονται σε όλη τη διάρκεια του ταξιδιού του διαστημικού σκάφους, παρέχοντας έτσι πρόσθετη ώθηση.