許多飛機，特别是老式飛機，都會選擇這樣的燃料箱結構。一個剛性油箱可以由多種材料制成，它被安裝在機身中。油箱通常鉚接或焊接在一起，之間設置擋闆，它們通常由3003或5052鋁合金或不鏽鋼制成，鉚接和縫焊以防燃料洩漏。許多早期的油箱是由薄鋼闆制成的，金屬闆上塗有一層鉛/錫合金，叫做terneplate。

它們必須由機身支撐，固定到位以防在飛行中移動；機翼是安裝這種油箱最受歡迎的位置。在一些設計中，機翼油箱還組成了機翼前緣的一部分。通過焊接安裝在機體上，在所有情況下，機身的結構完整性不依賴于所安裝的油箱。

随着新材料在飛機上的測試和使用，現在輕型飛機燃油箱開始由鋁、鋼和不鏽鋼以外的材料制造。使用間苯二甲酸聚酯 UL 1316/UL 1746樹脂和複合材料來制作剛性可拆卸燃油箱。其無縫、輕質的結構未來也很可能用在大型飛機上。

美軍現役複合材料外挂副油箱

由增強柔性材料制成的氣囊式油箱可以替代剛性油箱。囊式油箱擁有剛性油箱的大部分優點，但是不需要在飛機蒙皮上開一個大開口來安裝它。囊式油箱可以折疊，通過一個小開口，放入一個設計好的結構艙或空腔中。一旦進入，它可以展開到它的本來大小。不過囊式油箱也必須用夾子或其他緊固裝置連接到機體結構上。囊式油箱可以用于各種尺寸的飛機。它們很堅固，使用壽命長，僅在安裝其它部件的周圍有接縫，如油箱底殼排出口、加注口等。

當氣囊油箱出現洩漏時，技術人員可以按照制造商的說明很方便的進行修補，不用每次都拆下并送至廠商修複。不過氣囊式燃油箱的柔軟靈活特性需要它們時刻保持濕潤，如果需要長時間不儲存燃油，通常要用一層清潔的發動機機油擦拭油箱内部。按照制造商的說明進行幹燥儲存處理。

在許多飛機上，特别是運輸類大飛機和或是高性能飛機（比如戰鬥機）上，機翼或機身結構的一部分用密封劑密封，形成燃油箱。密封的外殼和結構構件以最低的重量代價來提供最大的可用油箱空間；把機翼内未使用的空間設計為整體油箱非常常見。

當飛機飛行時，整體式機翼油箱燃料不能晃動，通常用翼肋和箱梁結構構件當作擋闆。使用擋闆止回閥，這些閥門允許燃油可以流向機身一側，并阻止燃油移動到靠近翼尖方向。整體式燃油箱必須具有檢修面闆，用于檢查和維修油箱和其他燃油系統部件。在大型飛機上，技術人員有時還要進入油箱進行維修。大型飛機通常在機翼的底面有十幾個橢圓形檢修面闆或油箱闆。這些面闆都用一個O形圈和一個用于靜電粘合的鋁墊圈密封到位。

當進入整體式燃油箱并對其進行維護時，必須從燃油箱中排空所有燃油，必須遵守嚴格的安全程序。必須清除油箱中的燃油蒸汽，維修人員必須使用呼吸設備。使用整體式油箱的飛機通常有複雜的燃油系統，包括油箱增壓泵。每個油箱中通常至少有兩個泵在正壓下向發動機輸送燃油，這些油箱内的增壓泵也用于将燃油輸送到其他油箱，在需要時在空中排出多餘燃油。