Kembali dari orbit berarti memasuki atmosfer dengan kecepatan sekitar 7,8 kilometer per detik. Gesekan dan kompresi memanaskan udara di sekitar wahana hingga ribuan derajat. Perisai panas menyerap atau melepaskan energi tersebut sehingga struktur di bawahnya tetap bertahan.

Material yang digunakan bervariasi tergantung misi. Apollo menggunakan perisai ablatif yang terbakar secara terkontrol, membawa panas bersamanya. Pesawat ulang-alik menggunakan ubin karbon-karbon yang diperkuat dan ubin silika yang memancarkan panas.

Bahan pelindung panas umum

• Komposit ablatif yang menghasilkan arang dan erosi.
• Karbon-karbon yang diperkuat untuk tepi depan.
• Ubin silika untuk kendaraan yang dapat digunakan kembali
• Ablator karbon yang diresapi fenolik untuk penetrasi kecepatan tinggi.

Setiap pelanggaran berakibat fatal. Sebuah ubin yang rusak di sayap Columbia menyebabkan hilangnya pesawat dan awaknya pada tahun 2003, yang mendorong perubahan besar dalam prosedur inspeksi.