氣凝膠是新一代高效節能隔熱材料。氣凝膠是一種具有納米多孔網絡結構、并在孔隙中充滿氣態分散介質的固體材料，是世界上最輕的固體。由于獨特的結構，氣凝膠在熱學、聲學、光學、電學、力學等多個領域都展示出優異的性能。目前商業化應用的氣凝膠主要圍繞其高效的阻熱能力展開，下游用于石油化工、熱力管網、鋰電池、建筑建材、戶外服飾、航天、軍工等多個領域。
氣凝膠的阻熱原理是其獨立的結構帶來的無對流效應、無窮多遮擋板效應、無窮長路徑效應。氣凝膠的導熱系數在 0.012~0.024W/(m·K)，比傳統的隔熱材料低 2~3 個數量級，其隔熱的原理在于均勻致密的納米孔及多級分形孔道微結構可以有效阻止空氣對流，降低熱輻射和熱傳導：1）無對流效應：氣凝膠氣孔為納米級，內部空氣失去自由流動能力；2）無窮多遮擋板效應：納米級氣孔，氣孔壁無窮多，輻射傳熱降至最低；3）無窮長路徑效應：熱傳導沿著氣孔壁進行，而納米級氣孔壁無限長。
與傳統保溫材料相比，二氧化硅氣凝膠絕熱氈的保溫性能是傳統材料的 2-8 倍，因此在同等保溫效果下氣凝膠用量更少。以管道為例，直徑為 150mm 的管道如果需要達到相同的保溫效果，對應使用的保溫材料膨脹珍珠巖、硅酸鈣、巖棉、氣凝膠氈的厚度分別為 90mm、76mm、64mm、20mm。根據中石化塔河煉化的測算，將常壓焦化裝置從傳統保溫材料改造成“二氧化硅氣凝膠保溫毛氈+單面鋁箔玻纖布保溫材料”組合保溫的方式后，熱損失降低了 34.7%，保溫層厚度較傳統保溫材料降低 50%以上。
