Les engins spatiaux sont soumis à une gamme de variations thermiques, de pression et d'accélération, et les matériaux à partir desquels ils sont construits, principalement du titane, du vanadium et des composites sophistiqués, doivent résister à ces extrêmes sans défaillance structurelle. De plus Pour être solides, les matériaux des vaisseaux spatiaux doivent également être légers, car le coût du transport de charges utiles dans l'espace est l'un des principaux facteurs limitatifs des missions.
Le titane est, à bien des égards, un matériau idéal pour la construction d'engins spatiaux. Il est solide, léger et tolérant des variations extrêmes de température et de pression. Il y a cependant des limites à ce que le titane peut tolérer, et la NASA a toujours été disposée à utiliser des matériaux beaucoup plus exotiques pour construire ses sondes et ses vaisseaux spatiaux avec équipage.
Les matériaux composites sont des choix populaires pour les supports structurels et les panneaux de fuselage. Les composites, tels que la fibre de carbone et les feuilles de Kevlar, peuvent être synthétisés pour répondre à des normes exigeantes et être adaptés aux spécifications exactes du composant en cours de construction.
L'aluminium est également un composant courant des systèmes d'engins spatiaux secondaires. Comme le titane, l'aluminium est léger et solide, mais pas dans la même mesure. Le réservoir de carburant externe utilisé par la navette spatiale est composé principalement d'aluminium, bien qu'il ne soit pas nécessaire de voyager dans l'espace avec la navette.
