卫星的结构系统可以类比成骨骼，它的核心任务是承载和传力，为所有仪器设备提供一个稳定、可靠的安装平台，并且承受从发射到在轨运行整个生命周期内所经历的各种力学环境（振动、冲击、加速度、噪声等）和空间环境（高低温、真空、辐照等）。一般来说，对于大多数卫星结构，较严重的载荷条件是在发射阶段，包括运载火箭的过载、气动压力、级间分离、阵风、发动机喷气等。目前，主流的小型卫星结构形式有承力筒式、桁架式、板架式、板筒式。板结构是卫星中最常见的结构件，分为均质单层板、加筋板和夹层板，目前最常用蜂窝夹层结构板，由面板、结构胶粘剂、嵌入件和夹层峰窝芯组成，即由两块强度高、厚度薄的面板在外，以轻质的蜂窝芯材在中间，由胶粘剂胶接而成的夹层结构件，其中面板一般为强度和刚度较大的薄膜材料，蜂窝芯材料则为很薄的蜂窝状轻质材料，一般为铝合金蜂窝芯材。蜂窝夹层结构板相较于其他类型的板结构，具有较高的强度质量比和刚度质量比，较好的抗疲劳性、减振性、隔声降噪性、隔热性等功能特点。
卫星的机构系统可以类比成关节与肌肉，它的核心任务是实现有目的、受控的运动。卫星机构系统至少由一个运动部件和一个动力源组成，运动部件用于实现特定的动作，其形式需根据机构的功能来确定，动力源用于驱动运动部件，可采用电机、火工品装置、压力气源、弹簧、材料储存的应变能、以及金属相变产生的变形（如形状记忆合金）等不同形式。此外，多数机构还有一个反馈装置（例如电位计、行程开关、角速度传感器、应变计等），用于向机构的控制系统提供位置、速度、力或力矩等信息。根据机构的功能不同，目前卫星上机构类型主要有连接分离机构（例如在卫星与运载火箭之间或卫星各舱段之间的连接分离机构，通常采用包带或夹块形式的连接装置，在引爆火工品装置使连接释放后，依靠弹簧的动力或运载火箭分离发动机的推力实现分离）、压紧释放机构（例如展开式太阳电池阵或天线的压紧释放机构，它在卫星发射时采用压紧杆或压紧带压紧太阳电池阵或天线呈收拢状态，在轨道上引爆火工品装置使压紧杆或压紧带释放）、展开机构（例如展开式太阳电池阵、天线或星上其他部件所需的展开机构，它依靠某种形式的动力源使部件从收拢状态伸展到所需的位置或形状，并锁定在所需的位置或形状上，有些机构还可以从锁定位置上缩回到原来的收拢状态）、驱动机构（例如对日定向和功率传输的太阳电池阵驱动机构、单向或双向转动的天线定向机构、自旋卫星平台或自旋天线的消旋组件等，一般采用电机作为动力源，根据指令按规定的速度和时间驱动相关的部件）。一般来说，成功的展开是任务成功的一半，而失败的展开，就是任务的终结。因此，对于关键机构，必须有备份，比如，一套展开机构卡死，必须有备用的爆炸索或切割器将其强行切断；一个驱动电机失效，必须有备份电机接管。此外，还要有空间润滑，这是机构的“命门”，地面上的润滑油在真空中会挥发、凝固、失效，必须采用固体润滑（如二硫化钼、聚四氟乙烯涂层）、液体润滑（如全氟聚醚等特种太空润滑油）或滚动轴承等特殊技术，防止机构在真空中冷焊（金属表面在真空和压力下粘在一起）。
通常来说，适合做卫星结构与机构的材料主要有金属材料和复合材料，金属材料中主要指的是铝合金（加工性能好，常用于主结构件）、镁合金（密度比铝还低，用于一些对减重有极致要求的非主承力结构）、钛合金（强度高，耐腐蚀，常用于关键接头、紧固件以及承受极高载荷的部位）。铝合金是目前卫星上应用最广泛的轻金属材料，它的主要性能是密度低、工艺性能良好，在所有轻金属材料中成本最低廉。对于复合材料，作为卫星结构应用的复合材料主要是纤维增强复合材料，它由两种组分材料构成，一种是纤维材料（多数采用长纤维材料），起增强作用，另一种是基体材料，起支撑纤维材料、保持材料形状、传递纤维间载荷等作用，基体材料目前多数用的是环氧树脂。复合材料最大的优点是比强度高和比模量高（即同样重量下，强度更高、刚度更大），并且热膨胀系数可设计，可以通过铺层设计，让它在严酷的太空温度交变下几乎不发生形变，这对于高精度卫星是生命线。
从产业发展来看，技术发展主要由当前最明确、最庞大的应用需求所牵引，以星网（GW星座）、垣信（G60星座）为代表的超万颗低轨星座建设，是当前最核心的驱动力，这也给卫星结构与机构系统的研制和生产带来了新的要求，一是要求卫星结构与机构必须实现极致批产与低成本（采用平板化、模块化设计（如星链卫星），简化结构与机构，便于工业化流水线生产）；二是随着近地轨道日益拥挤，规避碰撞成为卫星的“生存刚需”，这要求未来卫星结构可能需要考虑加装更多防撞、感知或推进模块，机构需具备轨道机动能力，并可能催生出用于在轨服务（如加注、维修）和碎片清理的专用机械臂等新型机构。
