Στο κενό του διαστήματος, τα διαστημόπλοια δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν αέρα για να ψυχθούν.

Η θερμοδυναμική στο διάστημα διαφέρει ριζικά από τη Γη λόγω της απουσίας μορίων αέρα. Στον πλανήτη μας, η θερμότητα μεταφέρεται με αγωγή, συναγωγή και ακτινοβολία. Στο κενό, οι δύο πρώτοι τρόποι είναι πρακτικά ανύπαρκτοι, αφήνοντας μόνο την ακτινοβολία ως μέσο ψύξης.Σύμφωνα με τον νόμο των Stefan-Boltzmann, η ενέργεια που εκπέμπεται από ένα σώμα είναι ανάλογη της τέταρτης δύναμης της απόλυτης θερμοκρασίας του. Αυτό σημαίνει ότι τα διαστημόπλοια πρέπει να διαθέτουν τεράστιες επιφάνειες, γνωστές ως ψυγεία (radiators), για να αποβάλλουν την ενέργεια που παράγουν τα ηλεκτρονικά τους συστήματα. Η NASA και ο ESA χρησιμοποιούν συχνά την Πολυστρωματική Μόνωση (MLI), η οποία αποτελείται από φύλλα Kapton και Mylar με επικάλυψη αλουμινίου.Το MLI λειτουργεί ως θερμός, παγιδεύοντας τη θερμότητα στο εσωτερικό ή αντανακλώντας την ηλιακή ακτινοβολία προς τα έξω. Χωρίς αυτά τα συστήματα, οι μπαταρίες και οι υπολογιστές των δορυφόρων θα καταστρέφονταν μέσα σε λίγα λεπτά. Η διαχείριση της θερμότητας ήταν μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις κατά την αποστολή Apollo 11 το 1969, όπου η κάψουλα έπρεπε να περιστρέφεται αργά γύρω από τον άξονά της, μια κίνηση γνωστή ως «barbecue roll», για να κατανέμεται ομοιόμορφα η ηλιακή θερμότητα.