Uzay aracı bir dizi termal, basınç ve ivme değişikliğine maruz kalır ve ürettikleri malzemeler, özellikle titanyum, vanadyum ve sofistike kompozitler olmak üzere, bu aşırı uçlara yapısal olarak bozulmadan dayanmalıdır. Kuvvetli olmak gerekirse, uzay gemisi malzemeleri de hafif olmalıdır, çünkü yüklerin uzaya taşınması maliyeti görevler için en önemli sınırlayıcı faktörlerden biridir.
Titanyum, birçok açıdan, uzay aracı yapımı için ideal bir malzemedir. Güçlü, hafif ve sıcaklık ve basınçtaki aşırı değişikliklere toleranslıdır. Bununla birlikte, titanyumun tolere edebileceği sınırlamalar vardır ve NASA, problarını ve mürettebatlı uzay aracını inşa etmek için her zaman çok daha fazla egzotik malzeme kullanmaya istekli olmuştur.
Kompozit malzemeler, yapısal destekler ve gövde panelleri için popüler seçeneklerdir. Karbon fiber ve Kevlar tabakalama gibi kompozitler, zorlu standartlara uymak için sentezlenebilir ve oluşturulan bileşenin özelliklerine göre uyarlanabilir.
Alüminyum, ikincil uzay aracı sistemlerinin ortak bir bileşenidir. Titanyum gibi, alüminyum da aynı ölçüde olmasa da hafif ve güçlüdür. Uzay mekiği tarafından kullanılan harici yakıt deposu çoğunlukla alüminyumdan yapılmıştır, ancak mekik ile uzaya kadar gitmek gerekli değildir.
