Bij terugkeer uit de ruimte komt het ruimtevaartuig met een snelheid van ongeveer 7,8 kilometer per seconde de atmosfeer binnen. Door wrijving en compressie verhit de lucht rondom het voertuig tot duizenden graden. Een hitteschild absorbeert of voert die energie af, zodat de onderliggende structuur intact blijft.

De gebruikte materialen verschillen per missie. Apollo gebruikte een ablatief schild dat op gecontroleerde wijze wegbrandde en daarbij de warmte afvoerde. De Space Shuttle gebruikte versterkte koolstofvezel-koolstoftegels en silicategels die warmte uitstraalden.

Veelgebruikte materialen voor hitteschilden

• Ablatieve composieten die verkoolen en eroderen
• Versterkt koolstof-koolstof voor voorranden
• Silicategels voor herbruikbare voertuigen
• Fenolisch geïmpregneerde koolstofablator voor snelle invoer

Elke inbreuk is fataal. Een beschadigde tegel op de vleugel van de Columbia leidde in 2003 tot het verlies van het voertuig en de bemanning, wat grote veranderingen in de inspectieprocedures teweegbracht.