שכבת נוחות: אסטרונאוטים אינם יכולים לכבס או להחליף בגדים במהלך טיסות ארוכות-, והכמויות הגדולות של חלב וזיעה יכתימו את התחתונים שלהם. לכן, נעשה שימוש בסריגי כותנה רכים, סופגים ונושמים.
שכבת בידוד: כאשר טמפרטורת הסביבה אינה משתנה באופן משמעותי, שכבת הבידוד שומרת על סביבת טמפרטורה נוחה. נבחרים חומרים בעלי בידוד טוב, עמידות תרמית גבוהה, רכות ומשקל קל, כגון ציפוי סיבים סינתטיים, צמר וחוט משי.
חליפה מאווררת ומים-חליפה מקוררת (נוזל-חליפה מקוררת): כאשר חום הגוף של אסטרונאוט גבוה מדי, החליפה המאווררת וחליפת המים המקוררת- מפזרות חום בדרכים שונות. אם ייצור החום של הגוף עולה על 350 קק"ל לשעה (כגון במהלך פעילות חוץ כלי רכב), החליפה המאווררת אינה מספיקה לפיזור חום, והחליפה המקוררת במים משמשת לקירור. חליפות מאווררות וחליפות מקוררות במים- עשויות לעתים קרובות מצינורות פלסטיק עמידים ללחץ, עמידים וגמישים, כגון צינורות PVC או ממברנת ניילון.
שכבת כליאה אטומה: בסביבת ואקום, שמירה על לחץ מסוים סביב גופו של האסטרונאוט חיונית כדי להבטיח את שלומם.
לכן, השכבה האטומה עשויה מחומרים בעלי אטימות טובה, כגון בד מצופה ניילון-ניאופרן. שכבת הריסון משתמשת בבד בעל חוזק- גבוה, בעל התארכות נמוכה-, עשוי בדרך כלל מפוליאסטר. בשל הקושי בתנועה בלחץ, נעשה שימוש בצורות מבניות שונות במפרקים: כגון בד רשת, צינור גלי וסוג כותרת -כתומים, בשילוב עם מבני סיבוב נושאים אטומים לשיפור הניידות.
שכבת בידוד תרמי: נקראת גם שכבת בידוד ואקום. במהלך פעילות חוץ כלי רכב, שכבת הבידוד התרמי מגנה מפני התחממות יתר או קירור יתר. הוא עשוי משכבות מרובות של סרט פוליאמיניזציה או פוליאסטר עם בד לא- ארוג בין השכבות. הסרטים מופרדים באמצעות רשת ומחוברים יחד ליצירת מגן. יש לו תכונות בידוד תרמי טובות והגנה מפני קרינה, והוא חיוני עבור חליפות חלל חוץ לכלי רכב.
שכבת הגנה חיצונית: זוהי השכבה החיצונית ביותר של חליפת החלל, הדורשת הגנה מפני אש, קרינת חום ואלמנטים שונים בחלל החיצון (מיקרומטרואידים, קרניים קוסמיות וכו'). שכבה זו עשויה ברובה מבד אלומיניזציה. המעיל הזה צריך להיות עמיד מאוד בפני שחיקה ועמיד בחום. בנוסף להגנה על השכבות הפנימיות מפני נזקים, יש לשקול גם את הצבע, כאשר לבן או צהוב זהוב הם הבחירה הטובה ביותר.
