宇航服在结构上分为6层：内衣舒适层：宇航员在长期飞行过程中不能洗换衣服，大量的皮脂、汗液等会污染内衣，故选用质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉针织品制做；保暖层：在环境温度变化范围不大的情况下，保暖层用以保持舒适的温度环境，选用保暖性好、热阻大、柔软、重量轻的材料；通风服和水冷服：在宇航员体热过高的情况下，通风服和水冷服以不同的方式散发热量，通风服和水冷服多采用抗压、耐用、柔软的塑料管制成；气密限制层：气密层采用气密性好的涂氯丁尼龙胶布等材料制成，限制层选用强度高、伸长率低的织物，一般用涤纶织物制成；隔热层：宇航员在舱外活动时，隔热层起过热或过冷保护作用，隔热层用多层镀铝的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成；外罩防护层：是宇航服最外的一层，要求防火、防热辐射和防宇宙空间各种因素对人体的危害，这一层大部分用镀铝织物制成。