从轨道返回意味着以大约每秒7.8公里的速度撞击大气层。摩擦和压缩会将飞行器周围的空气加热到数千摄氏度。隔热罩会吸收或散发这些能量，从而保护其下方的结构。

根据任务的不同，所用材料也各不相同。阿波罗计划使用了一种烧蚀隔热罩，这种隔热罩会以可控的方式烧毁，并将热量带走。航天飞机则使用了一种增强型碳碳复合材料瓦和硅质瓦，这些瓦片能够辐射热量。

常用隔热材料

• 烧蚀复合材料会发生炭化和侵蚀
• 前缘采用增强型碳碳复合材料
• 用于可重复使用车辆的硅瓦
• 用于高速入口的酚醛浸渍碳烧蚀层

任何违规行为都是致命的。2003年，哥伦比亚号航天飞机机翼上的一块受损瓷砖导致航天器和机组人员遇难，这促使航天器检查程序进行了重大改革。