At vende tilbage fra kredsløb betyder at ramme atmosfæren med en hastighed på cirka 7,8 kilometer i sekundet. Friktion og kompression opvarmer luften omkring fartøjet til tusindvis af grader. Et varmeskjold absorberer eller afgiver denne energi, så strukturen nedenunder overlever.

Materialerne varierer afhængigt af missionen. Apollo brugte et ablativt skjold, der brændte kontrolleret væk og transporterede varme med sig. Rumfærgen brugte forstærkede kulstof-kulstoffliser og silicafliser, der udstrålede varme.

Almindelige varmeskjoldmaterialer

• Ablative kompositter, der forkuller og eroderer
• Forstærket kulfiber-kulfiber til forkanter
• Silicafliser til genanvendelige køretøjer
• Fenolisk imprægneret kulablator til højhastighedsindgange

Enhver overtrædelse er fatal. En beskadiget tagsten på Columbias vinge førte til tabet af køretøjet og besætningen i 2003, hvilket medførte store ændringer i inspektionsprocedurerne.