液氧/甲烷推進劑的優(yōu)缺點從物理性能看，甲烷屬于低溫推進劑，沸點為-161℃，其維護使用條件與液氫基本相同 。在烴類燃料中，甲烷粘性最小，是煤油的1/3.液態(tài)甲烷經過再生冷卻后已接近氣態(tài)或已經是氣態(tài) 。因此，LO2/CH4有接近LH2/LO2的特性，即在燃燒室里噴嘴霧化的液滴細，蒸發(fā)快，燃燒速率高，具有燃燒性能好、燃燒穩(wěn)定性高的優(yōu)點 。
但由于甲烷沸點比液氫高很多，因此壓縮液化相對要容易很多，在貯箱的絕熱設計上也更容易，加上比重要比液氫大，因此環(huán)節(jié)了貯箱結構死重問題 。甲烷的另一大優(yōu)點是比熱高，是僅次于液氫的優(yōu)良冷卻劑，相比煤油不容易結焦，利用設計合理的再生冷卻結構，可以帶走推力室和其他熱端部件的熱量，并且可以采用對再生冷卻有很高要求的分級燃燒循環(huán)或者膨脹循環(huán)，理論上氫氧低溫發(fā)動機都具有改造為液氧/甲烷發(fā)動機的可能 。
膨脹循環(huán)主要用于上面級發(fā)動機，而上面級重量的減輕有助于降低下面級的性能要求，對多級火箭總體設計的全面優(yōu)化有好處 。即便是采用燃氣發(fā)生器循環(huán)，由于結焦極限溫度接近1000℃，因此可以提高燃氣發(fā)生器的工作溫度，甲烷燃氣發(fā)生器的效率可達98%，而煤油只有62%～81% 。根據液氧/甲烷發(fā)動機的優(yōu)點，其應用方向包括兩個方面：其一是用于可重復使用運載器，由于甲烷冷卻性能良好、結焦溫度高、富燃燃燒積碳少、沸點低、重復使用時無需清洗等特點，液氧/甲烷發(fā)動機是可重復使用運載器較為理想的選擇；其二是用于運載器的上面級和長期在軌飛行器，由于液氧和甲烷沸點分別為90K和112K，接近空間溫度，便于空間長期貯存，同時貯箱間無需特殊的絕熱結構，因此液氧/甲烷發(fā)動機是未來無毒空間飛行器較好的動力選擇 。
“宇宙神”V運載火箭采用的RD-180高壓補燃煤油發(fā)動機，采用分級循環(huán)的液氧/煤油發(fā)動機經過多年的發(fā)展已經比較成熟，和液氧/甲烷發(fā)動機相比兩者各有優(yōu)缺點 。值得注意的是，本次試車的國產甲烷試驗發(fā)動機采用的很可能是傳統(tǒng)的燃氣發(fā)生器循環(huán)，但對于分級循環(huán)的甲烷機國內已經開展預研多年了 。不過，甲烷的再生冷卻優(yōu)勢在分級燃燒液氧/煤油出現后受到了削弱，1986年NASA曾經研究過烴類燃料與推力室壁的相容性問題，結果顯示甲烷中含硫量高于5ppm時對銅內壁有明顯腐蝕，而在冷卻通道上鍍金或鉑后腐蝕明顯減少，但貴金屬的采用大大增加了發(fā)動機的生產成本 。
于此相對應的是，蘇聯在高壓補燃煤油機上循環(huán)發(fā)過、結構設計、材料選用、燃料精煉四管齊下，使液氧/煤油發(fā)動機性能達到了與液氧/甲烷發(fā)動機相媲美的程度，這也是在一段時間內甲烷發(fā)動機受到冷遇的重要原因 。另外，甲烷密度太小，飽和蒸汽壓高，致密度比沖太低和泵汽蝕性能不易保證，這一特性與液氫比較類似 。烴類燃料大多與液氧配伍，作為發(fā)動機推進劑組合 。
液氧/甲烷發(fā)動機的理論比沖比液氧/液氫發(fā)動機低很多，僅僅比液氧/煤油發(fā)動機高約100m/s，而密度比沖又比液氧/煤油發(fā)動機低很多，這導致燃料箱會有較大的結構死重 。同時，甲烷的使用安全性在烴類燃料中偏低，甲烷由于分子量較小，是空氣的0.57倍，即比空氣輕的多，任何泄出或滲漏，都可以像液氫一樣，立即上升并散失在大氣中 。
當然，甲烷畢竟比液氫要好些，更比同屬低分子量烷烴的丙烷好，因為丙烷分子量不僅比甲烷多很多，也比空氣大，任何泄出或滲漏，會積聚在地面或角落里，遇明火易爆炸；丙烷的爆炸容積百分數比甲烷低的多，丙烷為2.5%～9.5%，甲烷為5%～15%；自動點火溫度丙烷也比甲烷低，丙烷為450℃，甲烷為540℃ 。使用安全性的次序為：煤油最好，甲烷次之，丙烷最差 。
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