宇航服能構成適合於宇航員生活的人體小氣候。它在結構上分爲六層：
內衣舒適層：宇航員在長期飛行過程中不能洗換衣服，大量的皮脂、汗液等會污染內衣，故選擇質地柔軟、吸溼性和透氣性良好的棉織品製作。保暖層：在環境溫度變化範圍不大的情況下，保暖層用以保持舒適的溫度環境。選用保暖性好、熱阻大、柔軟、重量輕的材料，如合成纖維絮片、羊毛和絲棉等。通風服和水冷服：在航天員體熱過高的情況下，通風服和水熱服以不同的方式散熱。通風服和水冷服多采用抗壓、耐用、柔軟的塑料管制成，如尼龍膜等。氣密限制層：氣密層採用氣密性好的塗氯丁尼膠布等材料製成。限制層選用強度高、伸長率低的織物，一般用滌綸織物製成。隔熱層：宇航員在倉外活動時，隔熱層起過熱或過冷保護作用。它用多層鍍鋁的聚酰薄膜並在各層之間夾以無紡織布製成。外罩保護層：宇航服最外的一層，這一層大部分用鍍鋁織物製成。
