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Le mécanisme fusée-chaîne est un type particulier de barillet, où la transmission de l'effort moteur (du ressort principal vers le reste du mouvement) se fait par le biais d'une chaîne et d'un pignon hélicoïdal.
C'est une réponse à un problème qui est apparu dès lors que les horloges ont vu un ressort moteur enroulé remplacer le poids comme source d'énergie mécanique, c'est-à-dire vers le début du xve siècle. Alors qu'un poids suspendu à une corde fournit une force constante, le couple fourni par un ressort moteur hélicoïdal diminue, de façon assez linéaire, au fil de son déchargement, ce qui affecte l'amplitude d'oscillation, et donc l'isochronisme de l'organe régulateur, qu'il s'agisse d'un foliot (avant le XVIIe siècle), d'un pendule ou d'un balancier. Le mécanisme fusée-chaîne apporte une solution : plutôt que d'entraîner directement le mouvement, le barillet l'actionne par le biais d'une chaîne qui s'enroule sur un pignon hélicoïdal : ainsi, au fur et à mesure du déchargement du ressort de barillet, la chaîne arrive sur la partie la plus large du pignon, ce qui lui confère un avantage mécanique. Le couple fourni par le pignon est ainsi quasiment constant, d'où un gain de précision de l'horloge.
Quelques montres-bracelets possèdent un tel mécanisme, qui est alors miniaturisé à l'extrême.