Beberapa unsur dalam bidang kejuruteraan ruang angkasa adalah seperti berikut:
- Mekanik bendalir - kajian aliran bendalir di sekeliling objek, khususnya aerodinamik yang berkenaan dengan aliran udara pada jasad-jasad seperti sayap, atau melintasi objek seperti terowong angin (sila lihat pengangkat dan aeronautik).
- Dinamik dan mekanik kejuruteraan - kajian tentang pergerakan, kuasa, dan momen dalam sistem-sistem mekanik.
- Matematik - oleh sebab kebanyakan mata pelajaran dalam bidang kejuruteraan ruang angkasa melibatkan persamaan serta manipulasi dan penerbitan matematik, penguasaan matematik yang kukuh dan menyeluruh diperlukan untuk membolehkan pembelajaran yang berkesan terhadap modul-modul yang lain.
- Elektroteknologi - kajian elektronik dalam bidang kejuruteraan.
- Perejanan - tenaga untuk menggerakkan pesawat di udara (atau angkasa lepas) dibekalkan oleh enjin pembakaran dalam, enjin jet dan turbo mesin, atau roket (sila lihat juga perejang dan perejanan kapal angkasa lepas).
- Kejuruteraan kawalan - kajian tentang pemodelan matematik untuk sistem-sistem dan tentang perekaan bentuk supaya pesawat-pesawat akan bertindak dengan cara yang dikehendaki. Oleh sebab sistem kawalan penerbangan pesawat udara semakin rumit, bidang ini kini dikaji sebagai satu modul yang berasingan.
- Struktur pesawat udara - mereka bentuk tatabentuk fizikal untuk pesawat-pesawat supaya dapat bertahan daripada daya-daya yang dialami semasa penerbangan. Kejuruteraan ruang angkasa bertujuan untuk memastikan bahawa struktur-strukturnya adalah ringan.
- Sains bahan - kejuruteraan ruang angkasa juga mengkaji bahan-bahan yang digunakan untuk membina struktur ruang angkasa. Bahan-bahan baru dengan sifat yang khusus direka, atau bahan-bahan yang sedia ada diubah suai untuk memperbaik prestasinya.
- Keanjalan udara - saling tindak antara daya-daya aerodinamik dengan kelenturan struktur berpotensi untuk mengakibatkan sayap mengepak-ngepak, serta juga kecapahan, dan sebagainya.
Wernher von Braun, dengan enjin F-1 dari
Saturn V tahap pertama di United States Space & Rocket Center.
- Avionik - berkenaan khususnya dengan reka bentuk dan pengaturcaraan sistem-sistem komputer di dalam pesawat udara atau kapal angkasa lepas, serta penyelakuan sistem-sistem. Kelengkapan pandu arah merupakan tumpuan kajian ini.
- Risiko dan kebolehpercayaan - kajian tentang risiko dan teknik penilaian kebolehpercayaan, serta matematik yang terlibat dan kaedah-kaedah kuantitatif.
- Kawalan hingar - kajian tentang mekanik untuk pemindahan bunyi. Diperlukan kerana aras hingar adalah pertimbangan yang amat penting dalam industri ruang angkasa terkini.
Kebanyakan unsur ini mendasarkan matematik teori, seperti ilmu dinamik bendalir untuk aerodinamik, atau persamaan gerakan untuk dinamik penerbangan. Bagaimanapun, terdapat juga komponen empirik yang besar. Secara sejarah, komponen empirik ini berasal daripada pengujian model skala dan prototaip, baik di dalam terowong angin mahupun di dalam atmosfera bebas. Lebih terkini, kemajuan dalam komputeran telah membolehkan penggunaan dinamik bendalir pengiraan untuk selaku sifat bendalir dan oleh itu, mengurangkan masa dan belanja yang diperlukan untuk ujian terowong angin.
Selain itu, kejuruteraan ruang angkasa menumpukan perhatian kepada penyepaduan semua komponen yang membentuk kenderaan ruang angkasa (subsistem-subsistem yang termasuk kuasa, komunikasi, kawalan terma, sistem sokongan hidup, dan sebagainya) serta kitar hayatnya (reka bentuk, suhu, tekanan, sinaran, halaju, masa hayat) yang menyebabkan cabaran-cabaran dan penyelesaian-penyelesaian luar biasa yang khusus untuk domain kejuruteraan sistem-sistem ruang angkasa.
