獎章直徑80毫米，為99．9％足金所制，重量約515克。獎章主體圖案以五星、長城、橄欖枝和光芒組成，突出了黨中央、國務院、中央軍委最高獎的特徵。中心的五星代表中華人民共和國；長城既象徵著中華民族精神，又象徵著堅不可摧的國防，眾志成城，捍衛祖國的主權；橄欖枝則表達了我國研製“兩彈一星”是為了維護世界和平的深遠意義。獎章還配有紅木外盒及江澤民同志親筆簽章的證書，整體顯得莊重、華麗。
姚桐斌（1922—1968年）是我國傑出的冶金學和航天材料專家。1945年畢業於上海交通大學，1947年赴英國伯明罕大學工業冶金系留學，1951年獲博士學位，1954年赴聯邦德國亞亨工業大學冶金系鑄造研究室研究員兼教授助理。1957年回國後，歷任國防部第五研究院一分院材料研究室研究員、主任、材料研究所所長。
作為我國第一代航天材料工藝專家和技術領路人，他對現代冶金學有關金屬和合金粘性、流動性的研究卓有成績。1962年他組織制定了國防部五院材料工藝的研究方向，領導和指導了錳基釺料合金的研製和釺焊工藝研究課題，研製成國產一號及二號錳基釺料，並以釺焊結構取代了我國液體火箭發動機的老式焊接結構。他一生治學嚴謹，以身作則，為科研人員的培養和作風建設作出了重要貢獻。
這枚獎章如今已入藏中國革命博物館。
頒獎現場
純金打造的兩彈一星勳章