制造航天飞机的主要材料是铝，离1649℃的耐温要求差得很远。因此必须给它加一个隔热层。早期的航天项目，宇宙飞船上加的是可融隔热层。这种隔热层因融化而将热量消耗掉。它给宇宙飞船提供了有效的保护，缺点是它是一次性的，不能重复使用。而航天飞机装备的则是一种先进得多的隔热层。
这种热保护系统（TPS）的主要构成是贴在航天飞机腹部的2万块黑色隔热瓦。制作隔热瓦的基本材料是普通的沙子，被做成很细的纤维。由于隔热瓦体积的90%是空气，所以它的重量极轻，拿在手上就像拿了一块塑料泡沫似的。隔热瓦的厚度分为25毫米和12.5厘米两种，最高可耐1260℃的高温。
民用隔热瓦则是在普通民用瓦的表面加上一层铝箔网，能起到一定的隔热作用，并且延长了瓦的使用寿命。
