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立方体纳卫星平台核心系统包含结构热控系统、星务系统、姿态控制系统、电源系统和通信系统等。1 结构热控系统结构设计和材料选择决定了立方体纳卫星的结构刚度和质量。立方体纳卫星结构材料首选高比强度，高比模量但低密度的铝合金，并且这种材料具有很好的导热性。而一些近来发展的特殊材料因为性能优异逐渐运用在立方体纳卫星上，其中碳纤维增强复合材料就具有高比强度、高比刚度，高温环境中稳定性高等优点。立方体纳卫星结构小巧，可以采用3D打印技术制作，进一步缩短制作周期。2011年，一颗基于此技术的立方体纳卫星PrinSat发射升空，并正常运行。立方体纳卫星运行的轨道环境往往超出了大部分星上设备工作的温度范围。所以对卫星的温度控制是保证卫星正常运行的重要因素。根据不同的作用原理，卫星热控技术可以分为主动热控和被动热控两类。当前立方体纳卫星主要采用被动温控技术。这项技术针对立方体纳卫星小型化特点主要使用导热隔热材料、相变材料以及温度控制涂层将卫星的工作环境维持在一个适宜的温度，并且不会消耗星上能量。而主动热控技术需要使用电加热器、接触式热开关等耗能装置对星上设备进行相应的温度补偿，适用于对温度较为敏感的电子器件，如星上的电池和相机。主动热控系统结构复杂，需要进一步小型化以满足立方体纳卫星的需求。47992
2 星务系统
星务系统是指完成立方体纳卫星各项管理控制任务的系统。立方体纳卫星主要选用30MIPS及以上处理能力的商用低功耗处理器，包括FPGA、ARM以及DSP等。为保证立方体纳卫星星务计算机的可靠运行，系统设计往往采用冗余手段，但抗辐射的能力较弱。数据存储以SRAM和Flash为主，满足功耗低、体积小的设计要求。数据传送采用功耗低、标准化高的I2C总线，收集各分系统数据，下达控制指令。处理器的快速发展推动卫星星务系统朝着小型化、高集成度方向发展。
3 姿态控制系统
立方体纳卫星姿态控制系统主要包括姿态确定和姿态控制两个部分。立方体纳卫星搭载微型三轴磁强计、三轴陀螺仪、三轴加速度计等姿态传感器，运用融合算法确定卫星当前的姿态角。卫星的姿态调整通过控制微型动量轮和磁力距器等微型部件的作用来完成。目前的控制算法和仪器性能使立方体纳卫星的姿态控制精度稳定在2°~5°。
随着高精度的姿态敏感器件和姿态控制器件的小型化，立方体纳卫星的姿态控制精度将进一步提高。在集成微型太阳敏感器、星敏感器和地球敏感器之后，立方体纳卫星的姿态控制精度能够缩小1°。
4 电源系统
立方体纳卫星电源系统主要分为获取、控制和存储三个部分。
电能获取主要来自体装式和展开式安装的太阳能电池帆板。论文网不同的太阳能电池具有不同的效率，其中硅太阳能电池的转换效率为15%，而三结砷化镓太阳能电池的转换效率高达27%。
能量控制分为直接能量传输(Directenergytransfer,DET)和最大功率点跟踪(Maximumpeakpowertracking,MPPT)两种转换拓扑。DET拓扑为满足寿命末期电池阵输出大于母线最大电压的要求,会导致寿命初期电池阵能量利用率较低;MPPT模式能够很好地跟踪太阳电池阵最大输出功率,能量利用率高,但是需要通过软件算法配合硬件电路实现,增加了可靠性风险。同时,由于转换器效率不能达到100%,寿命末期获得的能量可能较DET 模式少。目前立方体纳卫星电源系统拓扑结构以MPPT结构居多。
能源存储主要采用高比能量的锂电池，充放电效率高、循环寿命长的锂离子电池和锂聚合物电池被广泛应用于立方体纳卫星。