Động cơ turbo-rocket (hoặc air turbo-rocket) (Hình 1.23) là một loại động cơ thở bằng khơng khí kết hợp các yếu tố của động cơ phản lực và tên lửa, còn được gọi là ATR. ATR thuộc về một lớp động cơ đẩy chung được gọi là Turbine-Based Combined-Cycle, hoặc TBCC, động cơ. Nó có thể được coi là một động cơ thay thế cho ramjet turbo. Tuy nhiên, nó có một sự khác biệt lớn ở chất đó là nó mang oxy của riêng mình để cung cấp quá trình đốt cháy ở tốc độ cao.
Động cơ có một máy nén áp suất thấp được điều khiển bởi một tuabin nhiều giai đoạn; sức mạnh để lái xe tuabin có nguồn gốc từ việc đốt cháy dầu hỏa và oxy lỏng trong một buồng đốt kiểu tên lửa. Vì nhiệt độ khí sẽ theo thứ tự 3500 o C, nhiên liệu bổ sung được phun vào buồng đốt cho mục đích làm mát trước khi khí đi vào tuabin. Hỗn hợp giàu nhiên liệu này (khí) sau đó được pha lỗng với khơng khí từ máy nén và nhiên liệu dư thừa bị đốt cháy trong một hệ thống đốt sau thơng thường. Nó cuối cùng là mệt mỏi thơng qua một vịi phun đẩy hội tụ-phân kỳ. Trong một số ATRs, khí nóng có thể được sản xuất bằng cách đốt cháy một chất đẩy rắn.
Mặc dù động cơ nhỏ hơn và nhẹ hơn ramjet turbo, nó có mức tiêu thụ nhiên liệu cao hơn. Điều này có xu hướng làm cho nó phù hợp hơn cho một loại máy bay đánh chặn hoặc phóng khơng gian địi hỏi tốc độ cao và hiệu suất cao và thường có một kế hoạch bay hồn toàn tăng tốc và thời gian ngắn.