太空服的材料需要具備輕便、防輻射、防撞擊、防微粒和保溫等多種功能，因此在材料的選擇上尤為嚴格。太空服的材料包括但不限於以下幾種：
聚酯纖維。其具有高強度、低吸濕性、抗菌、抗腐蝕、耐熱、耐腐蝕等特點，透氣性和舒適感也很好。
聚醯亞胺纖維、纖維素醋酸纖維、氯丁橡膠、滌綸等。這些材料具備高強度、耐磨損、輕質、防水、防火、抗輻射等特點。
棉纖維、玻璃纖維、尼龍等化學纖維、聚碳酸酯、聚氨酯、特氟龍等。這些材料用於製作航天服的不同部分，如舒適層和氣密層。
特殊的納米金太空棉。其是一種超輕、超薄、高效保溫材料，具有「輕、薄、軟、美、牢、暖」的特點，透氣性、舒適性也較膨鬆棉為優。
此外，太空服還可能使用特製的橡膠和高級塑膠等材料，用於製作氣密層和其他關鍵部件。太空服的設計需綜合考慮材料的性能和太空人的需求，以確保在極端空間環境中的安全和舒適。