รูปทรง วัสดุเส้นใย และวัสดุเคลือบของภาชนะแรงดันสูงแบบคอมโพสิตส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นการประเมินจึงควรยึดตามเกณฑ์ที่ครอบคลุม
ทรงกลม สำหรับภาชนะแรงดันสูงที่ทำจากโลหะทั้งหมด โครงสร้างทรงกลมจะเหมาะสมที่สุด จากมุมมองของความแข็งแกร่ง เปลือกทรงกลมนั้นมีไอโซโทรปิก ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สอดคล้องกับไอโซโทรปีโดยธรรมชาติของวัสดุโลหะ เมื่อเปรียบเทียบกับรูปทรงอื่นๆ ภาชนะทรงกลมจะมีพื้นที่ผิวน้อยกว่าตามปริมาตรที่กำหนด ส่งผลให้ภาชนะมีน้ำหนักเบากว่า
นอกจากนี้ ความสามารถในการรับน้ำหนักของทรงกลมเป็นสองเท่าของทรงกระบอก ด้วยเหตุนี้ ถังแรงดันสูงที่ทำจากโลหะทั้งหมดส่วนใหญ่จึงใช้การออกแบบทรงกลมเพื่อให้ได้ตัวชี้วัดประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีที่สุด
อย่างไรก็ตาม สำหรับภาชนะแรงดันสูงแบบผสม การจัดวางแบบไอโซโทรปิกถือเป็นข้อพิจารณาเบื้องต้น การพันเส้นใยของภาชนะทรงกลมนั้นจำกัดอยู่ที่ "วงกลมใหญ่" ซึ่งหมายความว่าจะต้องพันเส้นใยตามเส้นรอบวงของเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดเพื่อป้องกันการเลื่อนหลุด มุมระหว่างเส้นใยและเส้นเมอริเดียนแตกต่างกันไปตามละติจูดที่ต่างกัน โดยจะเล็กที่สุดที่เส้นศูนย์สูตรและสูงถึง 90 องศาที่ช่องเปิดขั้วโลก ซึ่งเส้นใยสัมผัสกับขอบของช่องเปิด เนื่องจากส่วนประกอบตามเส้นเมอริเดียนและเส้นรอบวงของแรงคดเคี้ยวต่างกันไปตามเส้นทางที่คดเคี้ยว ภาชนะแม้จะมีรูปร่างเป็นทรงกลม (ซึ่งหมายถึงการรับน้ำหนักที่สม่ำเสมอในทุกทิศทาง) จึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการแรงดันที่สม่ำเสมอได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากแอนไอโซโทรปีของเส้นใยที่พันกัน แม้ว่าการใช้ขดลวดแบบวงกลมหลายรอบพร้อมช่องเปิดขั้วโลกที่ขยายใหญ่ขึ้นสามารถปรับปรุงสภาวะความเครียดได้ แต่การออกแบบให้มีความแข็งแรงเท่ากันยังคงเป็นเรื่องยาก
การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความแข็งแกร่งที่เท่ากันจำเป็นต้องมีการวางโครงสร้างแบบไอโซโทรปิก แต่กระบวนการคดเคี้ยวและอุปกรณ์ที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้มีความซับซ้อน ภายใต้สภาวะปัจจุบัน รูปร่างทรงกระบอกที่มีปลายทรงโดมจะมีประโยชน์มากกว่า มีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีการห่อแบบไอโซโทรปิกสำหรับภาชนะแรงดันสูงทรงกลม และได้มีการวิจัยเฉพาะทางเกี่ยวกับรูปแบบการม้วนและอุปกรณ์สำหรับโครงสร้างเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม จากมุมมองการพัฒนาในระยะยาว ถังคอมโพสิตทรงกลมอาจไม่ใช่รูปร่างที่เหมาะสำหรับการใช้งานในอนาคต
ทรงกระบอก ถังแรงดันสูงคอมโพสิตทรงกระบอกประกอบด้วยตัวทรงกระบอกและปลายปิดสองด้าน (หัว) โดยทั่วไปแล้วหัวจะใช้การออกแบบต่างๆ เช่น ขดลวดไอโซเทนซอยด์ จีโอเดสซิก ขดลวดไอโซเทนซอยด์ หรือรูปทรงรี ถังแรงดันสูงประเภทนี้มีการออกแบบโครงสร้างที่สมเหตุสมผลและให้ความสะดวกในการผลิต การจัดการ และการติดตั้ง
การวิเคราะห์ความเค้นของเรขาคณิตเผยให้เห็นว่าความเค้นเส้นรอบวงในตัวหลอดเลือดแบบง่ายนั้นเป็นสองเท่าของความเค้นตามแนวแกน ในกรณีของภาชนะที่ทำจากโลหะทั้งหมด ขอบความแข็งแรงของแกนจะมีนัยสำคัญเมื่อการออกแบบเป็นไปตามข้อกำหนดความเค้นเส้นรอบวง ในทางกลับกัน ภาชนะแรงดันสูงแบบผสมสามารถบรรลุการออกแบบที่มีความแข็งแรงเท่ากันทั่วทั้งความแข็งแรงตามเส้นรอบวงและความแข็งแรงตามแนวแกนของกระบอกสูบที่มีความสมดุลหน้าตัดผ่านรูปแบบการพันเฉพาะ ความตึงตามแนวแกนเกิดจากส่วนประกอบตามแนวแกนของเส้นใยที่พันตามยาว ในขณะที่ความตึงตามเส้นรอบวงนั้นเกิดจากเส้นใยที่พันแบบห่วงและส่วนประกอบตามเส้นรอบวงของเส้นใยตามยาว (แกน) ปริมาณเส้นใยในทั้งสองทิศทางคำนวณตามสมดุลความเค้นในแกนสองแกน ช่วยให้ใช้เส้นใยได้อย่างเหมาะสมและมีประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างสูง ด้วยเหตุนี้ รูปทรงทรงกระบอกเรียบง่ายในปัจจุบันจึงเป็นรูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดสำหรับภาชนะแรงดันสูงแบบคอมโพสิต ทั้งในประเทศและต่างประเทศ
ภาชนะแรงดันสูงแบบผสมกึ่งทรงกลม - ภาชนะทรงกระบอกที่สั้นลงโดยพื้นฐานแล้วโดยมีอัตราส่วนกว้างยาวประมาณ 1 - เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าคุ้มราคาสำหรับภาชนะทรงกลมที่ทำจากโลหะทั้งหมดหรือแบบประกอบ เหมาะสำหรับการติดตั้งที่เดิมออกแบบมาสำหรับภาชนะทรงกลม ในขณะที่ใช้ประโยชน์จากลักษณะความแข็งแรงในทิศทางเดียวของวัสดุไฟเบอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซับในมีปลายทรงรีที่ขึ้นรูปในตัว (รูปทรงถัง) และเสริมความแข็งแรงเต็มที่ด้านนอกด้วยเส้นใยคาร์บอนที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งพันกันทั้งในรูปแบบเกลียวและแบบห่วง รูปร่างภายนอกของภาชนะทำให้เหมาะสำหรับการติดตั้งในการใช้งานที่หลากหลาย
เส้นใยต่อเนื่องที่ใช้กันทั่วไปในภาชนะแรงดันสูงแบบคอมโพสิตที่มีเส้นใยประกอบด้วย E-glass, S-glass, Kevlar 49 และคาร์บอนไฟเบอร์ เนื่องจากคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพที่ต่ำกว่า ใยแก้วจึงถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ภาคพื้นดินเป็นหลัก ในขณะที่เคฟลาร์ 49 ถูกใช้ในยานอวกาศส่วนใหญ่ ยานอวกาศสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้คาร์บอนไฟเบอร์ประสิทธิภาพสูง การเลือกเส้นใยต้องมีการประเมินปัจจัยต่างๆ เช่น ความแข็งแรง โมดูลัสยืดหยุ่น และความหนาแน่นเชิงเส้น