美国宇航员身着的宇航服是由数层超强纤维和其他材料制成的，它有足够的牢固度，以保证不会在真空的宇宙中破裂。
这9～10层的保护层包括各种材料和织物层，如直纤维（一种结合了凯芙拉纤维防断保护的特富龙纤维）、由涤纶平纹织物加固强化的镀铝迈拉薄膜层、覆有氯丁橡胶的尼龙织物层、涤纶织物、覆有聚氨酯的尼龙织物层、聚氨酯浸渍薄膜、多纤维丝伸展尼龙、内含水冷剂的乙烯-醋酸乙烯管，以及为宇航员穿着舒适而设计的尼龙薄绸衬里。
但是宇航服防护的主要目标并非真空拉力，更直接的威胁其实源自于宇航服密封失效和温度的剧烈变化：微小陨石的撞击破坏会在宇航服上击出小孔，造成内压外泄；宇航员处于地球朝向太阳的一面时宇航服表面温度会急剧升高，相反处于背向太阳的一面时温度则会急剧下降。
宇航服内的生命支持系统为宇航员提供呼吸用的空气并维持温度控制系统的稳定，后背上的背包则用来为生命维持系统提供所需的压力。
