衛星は打上げ時、分離時に大きな荷重・振動・衝撃を受ける。よって搭載機器への負担を軽減するように機体を設計する必要がある。中央円筒型、パネル支持型、トラス型などの構造があり、これらの複合により構成されることもある。材料としては強度が必要な箇所にはステンレス、チタンなどが使用される。木材の利用も検討されている。
熱制御系.
衛星は宇宙空間にて高温から低温の過酷な環境に晒される。また、真空である宇宙空間では輻射による廃熱しかない。そのため、搭載した機器が良好に動作するためには、動作温度に収まるよう上手く設計する必要がある。実際のハードウェアとしては、次のような手段を駆使して実現する。
静止衛星では、夏至、冬至、春分、秋分の条件下で、太陽光の当たり具合や、地球からの輻射を考慮しながら、有限要素化した衛星の構造モデルを用いて設計解析する。
ミッション部.
観測機器.
ミッションを実現するための観測機器。詳細はそれぞれの人工衛星の項目を参照。
トランスポンダ.
トランスポンダは通信・放送衛星の場合搭載される機器。地上から発射された電波を受信し、周波数変換し、大電力増幅して再び地上に送出するための送受信機。
アンテナ系.
アンテナは電波の出入り口で、放送・通信ミッションやレーダー観測衛星で重要な役割を果たす。
廃棄.
現在、気象衛星をふくめ、静止軌道上の衛星は姿勢・軌道制御を行うためにスラスターを搭載している。スラスターの燃料が切れると衛星は静止軌道を保てなくなるため、寿命末期には静止軌道からさらに高度の軌道（墓場軌道）に上昇させ、停波・廃棄する。しかし、中には何らかの理由により軌道離脱ができず、スペースデブリと化す衛星もある。エアバスなどは、移動ができない古い人工衛星を捉えて落下させるサービスを検討している。
地上にコントロールしながら落下させる際には、南太平洋上にある到達不能極（ポイント・ネモ）に向けて落下させる。正常に大気圏に再突入させると燃焼して地上に激突することは無いが、燃え残った金属粒子が大気汚染の原因となるため、構造材に木材を利用する実験も行われている。
人工衛星の寿命はスラスターの燃料に大きく依存しているため、従来のヒドラジンを利用する推進器より長寿命なイオンエンジンの採用が進んでいる。また宇宙船から燃料補給や修理を行うことで寿命を延長させる計画もある。