Scharnhorst (lớp thiết giáp hạm)
Thiết kế > Vỏ giáp

Lớp Scharnhorst được trang bị vỏ giáp bằng thép giáp Krupp. Sàn tàu bọc thép phía trên dày 50 mm (2,0 in) và được hậu thuẫn bởi sàn bọc thép chính. Lớp sàn tàu này dày 20 mm (0,79 in) phía sau, tăng lên 50 mm ở phần giữa con tàu bao gồm các hầm đạn và các khoang động cơ, và giảm xuống 20 mm phía mũi. Nó được hậu thuẫn bởi lớp giáp nghiêng dày 105 mm (4,1 in) dọc theo hai phía hông. Lớp giáp nghiêng kết nối với mép dưới của đai giáp chính, một sự bố trí được gọi là"sàn tàu mai rùa". Lớp giáp nghiêng này tăng cường đáng kể sự bảo vệ của vỏ giáp tại các vùng trọng yếu của con tàu. Các bộ phận sống còn của con tàu được bọc giáp tốt chống lại mọi cỡ đạn pháo bắn từ thiết giáp hạm vào thời đó, ở khoảng cách mà quả đạn pháo phải xuyên qua cả đai giáp chính và vỏ giáp sàn nghiêng. Tuy nhiên, ở tầm rất xa, vỏ giáp sàn tàu dễ dàng bị xuyên thủng bởi đạn pháo hạng nặng. Tất cả các phần này được cấu tạo bằng thép cứng (Wotan Hart). Đai giáp chính dày 350 mm (14 in) ở phần giữa con tàu, nơi các khu vực trọng yếu của con tàu được bố trí. Phía trước tháp pháo"A", độ dày của đai giáp giảm còn 150 mm (5,9 in), vốn vuốt nhọn về phía mũi tàu. Phía sau tháp pháo sau, đai giáp dày 200 mm (7,9 in), và cuối cùng vuốt chọn về phía đuôi tàu. Phần giữa của đai giáp còn được hậu thuẫn bởi những tấm chắn dày 170 mm (6,7 in). Đai giáp được cấu tạo bởi thép giáp Krupp (KC: Krupp Cemented). Hệ thống bảo vệ bên hông không thể bắn thủng bởi đạn pháo 1.016 kg (2.240 lb) 406 mm (16 inch) từ mọi cự ly trên 11.000 m (12.000 yd).
Tháp chỉ huy phía trước có vỏ giáp hông dày 350 mm và nóc dày 200 mm. Tháp chỉ huy phía sau được bọc giáp kém hơn, mặt hông dày 100 mm (3,9 in) và nóc dày 50 mm. Tháp pháo của dàn pháo chính có mặt trước dày 360 mm (14 in), mặt hông 200 mm và nóc 150 mm. Các bệ tháp pháo giữ các tháp pháo 28 cm cũng được bọc giáp nặng; mặt hông dày 350 mm và giảm dần còn 200 mm ở trục dọc con tàu, nơi chúng được che phủ bởi tháp pháo bên trên. Mặt trước của tháp pháo 15 cm dày 140 mm (5,5 in), mặt hông dày 60 mm (2,4 in) và 50 mm trên nóc. Các khẩu pháo 10,5 cm cũng được trang bị tấm chắn dày 20 mm (0,79 in). Tất cả vỏ giáp trên đều làm từ thép giáp Krupp.
Hệ thống bảo vệ dưới nước được thiết kế để chịu đựng cú đánh trúng trực tiếp của một đầu đạn nặng cho đến 250 kg (550 lb); ngư lôi phóng từ máy bay của Anh có đầu đạn nhỏ hơn mức này, cho dù những vũ khí phóng từ hạm tàu nổi mạnh mẽ hơn. Hải quân Đức đã tiến hành nhiều thử nghiệm nổ dưới nước toàn diện với những phần của vỏ giáp được cắt ra từ chiếc thiết giáp hạm tiền-dreadnought cũ SMS Preußen. Những thử nghiệm đã cho thấy rằng cấu trúc thép hàn chịu đựng tốt hơn sức nổ của đầu đạn 250 kg so với thép tấm được kết nối bằng đinh tán rivet. Tuy nhiên, vách ngăn chống ngư lôi cấu tạo từ thép mềm (Wotan Weich) đặt phía sau đai giáp được kết cấu bằng đinh tán; đó là do chỗ nối các tấm thép nếu hàn không đúng sẽ không đủ sức chịu đựng chấn động của vụ nổ. Hệ thống bảo vệ dưới nước được cấu tạo từ nhiều lớp: lớp ngoài dày từ 12 đến 66 mm (0,47-2,6 inch), đặt ngay bên dưới đai giáp chính, được thiết kế để kích nổ đầu đạn ngư lôi. Phía sau lớp ngoài là một khoảng trống lớn cho phép hơi của vụ nổ được bành trướng và phân tán. Phía sau nó là một thùng chứa nhiên liệu với lớp vỏ ngoài dày 8 mm (0,31 in); nó sẽ hấp thu mọi lực nổ còn lại. Thùng chứa nhiên liệu được nâng đỡ bởi các thanh đỡ dọc và các vách ngăng ngang.
Tuy nhiên, sự bảo vệ hông dưới mực nước có nhiều khiếm khuyết. Nó rất chắc chắn ở phần giữa tàu, nhưng lại yếu ở cả hai đầu của"thành trì"; việc bảo vệ dưới nước chỉ có thể ngăn chặn một đầu đạn 200 kg (440 lb) tại những khu vực này. Một điểm yếu đáng kể khác trong thiết kế là sự sắp xếp các vách ngăn chống ngư lôi; nó nối liền với phần dưới của sàn tàu nghiêng ở một góc 10°; hai thanh tán ri-vêt chéo góc sẽ cố định nó tại chỗ. Những thanh này thường xuyên phải chịu đựng một áp lực đáng kể do những lực bẻ cong thông thường của lườn tàu. Khi kết hợp với lực nổ của một đầu đạn ngư lôi, những thanh này không thể chịu đựng được áp lực gia tăng và bị hỏng. Cũng như với độ rộng mạn thuyền chỉ có 30 m, hệ thống bảo vệ sẽ yếu hơn quanh các tháp pháo chính, vì một phần đáng kể khoảng trống trong lườn tàu đã bị chiếm chỗ bởi hầm đạn và bệ tháp pháo.