Vasele spațiale sunt supuse unei varietăți de variații termice, de presiune și de accelerare, iar materialele din care sunt construite, în principal din titan, vanadiu și compozite sofisticate, trebuie să reziste acestor extreme, fără o insuficiență structurală. pentru a fi puternice, materialele pentru nave trebuie, de asemenea, să fie ușoare, deoarece costul de ridicare a încărcăturilor utile în spațiu este unul dintre principalii factori limitativi ai misiunilor.
Titanul este, în multe privințe, un material ideal pentru construcția de nave spațiale. Este puternic, ușor și tolerant la variațiile extreme ale temperaturii și presiunii. Există însă limite la ceea ce poate tolera titanul, iar NASA a fost întotdeauna dispusă să folosească materiale mult mai exotice în construirea sondei și nave spațiale echipate.
Materialele compozite sunt alegeri populare pentru suporturile structurale și panourile de fuselaj. Compozitele, cum ar fi fibrele de carbon și foliile Kevlar, pot fi sintetizate pentru a îndeplini standardele exigente și pentru a fi adaptate specificațiilor exacte ale componentei construite.
Aluminiu este, de asemenea, o componentă comună a sistemelor nave spațiale secundare. Ca și titanul, aluminiu este ușor și puternic, deși nu în aceeași măsură. Rezervorul extern de combustibil folosit de naveta spațială este fabricat în cea mai mare parte din aluminiu, deși nu este necesar să se deplaseze în spațiu cu naveta.
