宇航服能构成适合于宇航员生活的人体小气候。它在结构上分为六层：

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，故选择质地柔软、吸湿性和透气性良好的棉织品制作。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，如合成纤维絮片、羊毛和丝棉等。通风服和水冷服：在航天员体热过高的情况下，通风服和水热服以不同的方式散热。通风服和水冷服多采用抗压、耐用、柔软的塑料管制成，如尼龙膜等。气密限制层：气密层采用气密性好的涂氯丁尼胶布等材料制成。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：宇航员在仓外活动时，隔热层起过热或过冷保护作用。它用多层镀铝的聚酰薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成。外罩保护层：宇航服最外的一层，这一层大部分用镀铝织物制成。