在當今節能、降耗、減排的可行性措施中，除高效轉化能源、合理開發可再生能源外，提高能源的利用效率也是節能的關鍵，隔熱材料因此得到重視。隔熱材料的導熱系數極低，可減少熱量在產生、輸送、儲存和使用過程中的損失，因此被廣泛應用于建筑、化工、電子、服裝、航空航天等領域。

二氧化硅氣凝膠作為最典型的隔熱材料，具有低導熱性、折射率、介電常數和高表面積等性能。極低的熱導率主要源于其獨特的納米孔和三維網狀結構，由于氣凝膠的納米級孔隙與聲子的平均自由程相近，當熱量經過氣凝膠孔隙時，納米孔會對聲子產生嚴重的散射作用，降低聲子的平均自由程，使熱量通過氣固耦合傳熱的效率降低。

同時，氣凝膠內部的孔隙率可達到90%以上，納米孔的孔壁不斷反射、折射熱輻射，使輻射傳遞的熱量不斷下降。納米孔內的氣體分子會失去自由流動的能力，使得氣孔內部處于真空狀態，對流傳熱的效率接近于零。

隔熱玻璃

玻璃幕墻美觀，采光性能出色，但吸熱和反光的特性會造成建筑物能耗過高。在玻璃幕墻中加入氣凝膠可在不影響采光和美觀的條件下增強建筑物的隔熱保溫能力，降低玻璃幕墻建筑物的能耗，有望成為未來節能減排的一大利器。

氣凝膠氈

采用纖維增強法制備的復合材料一般稱為氣凝膠氈，二氧化硅氣凝膠氈主要被用于保溫隔熱建筑方面。與巖棉、砌磚、纖維等傳統的墻體保溫材料相比，氣凝膠氈不僅具有良好的保溫性能，且具有相應的機械強度，能夠滿足墻體保溫的隔熱和強度要求，將二氧化硅氣凝膠氈制成夾心結構可直接應用于外墻體保溫。

隔熱涂料/薄膜

在涂料方面，有研究者將二氧化硅氣凝膠與水性丙烯酸樹脂混合制備玻璃用隔熱涂料，或用二氧化硅氣凝膠與環氧樹脂混合制備氣凝膠的復合材料。在薄膜方面，有研究者曾制得金屬鋁膜與二氧化硅氣凝膠復合的保溫隔熱薄膜，使保溫隔熱效果提高了五倍。

二氧化硅氣凝膠是目前隔熱性能最好的固態材料，但其存在脆性，應用時一般會采取不同的摻雜方法改進力學性能。研究二氧化硅氣凝膠在隔熱材料中的應用，對于實現資源和能源的高效利用、節能降耗減排具有非常重要的意義。目前，相關產品的應用已涵蓋科研、工業、國防等保溫隔熱場合，尤其是航空航天和航海領域，此外還可用于民用和工業的多種領域。