تشير العزل الحراري إلى مجموعة المواد والتقنيات المستخدمة للحد من تدفق طاقة الحرارة، وبالتالي الحفاظ على فروق درجات الحرارة بين المساحات المجاورة. يتمثل الدور الأساسي له في تعزيز الكفاءة الطاقوية، وضمان استقرار العمليات، وتحسين السلامة، وتوفير الراحة عبر عدد لا يحصى من الصناعات. تنطوي العلوم وراء ذلك على مواجهة الأوضاع الثلاثة لنقل الحرارة: التوصيل (من خلال المواد الصلبة أو السوائل الثابتة)، والحمل (من خلال السوائل أو الغازات المتحركة)، والإشعاع (عبر الموجات الكهرومغناطيسية). تحقق مواد العزل هذا من خلال هياكل تتضمن هواءً ساكناً أو غازات أخرى ضمن شبكة مسامية أو ليفية أو خلوية، حيث أن الهواء الساكن هو عازل ضعيف للتوصيل (القيمة-k ~0.026 واط/م·ك). ويتم قياس الأداء من خلال التوصيلية الحرارية (القيمة-k)، وتتراوح العوازل الشائعة في المباني مثل EPS وXPS والصوف المعدني بين 0.030 و0.040 واط/م·ك. ويُعبَّر عن المقاومة الكلية لتدفق الحرارة بالقيمة-R، وهي السمك مقسوماً على القيمة-k. وتشمل الاعتبارات الرئيسية عند اختيار العزل الحراري ما هو أبعد من القيمة-R، مثل أداء الحريق (قابلية الاشتعال، سمية الدخان)، ومقاومة الرطوبة (التي يمكن أن تؤدي إلى تدهور كبير في الأداء إذا تم امتصاصها)، والاستقرار البُعدي، والمتانة الميكانيكية، والمتانة على مدى عمر المنتج. في المباني، يُعد عنصراً حيوياً في الغلاف الخارجي، حيث يعمل بالتعاون مع حواجز الهواء وبخار الماء لإنشاء بيئة مريحة ومتينة وكفؤة من حيث استهلاك الطاقة. وفي السياقات الصناعية، يحافظ على الطاقة في الأنابيب والأوعية، ويحمي العاملين من الحروق، ويحافظ على درجات حرارة العمليات. وتركز التطويرات الجارية في مجال العزل الحراري على تحقيق أداء أعلى من خلال تقنية النانو (مثل الأيروجيل)، وتحسين الاستدامة باستخدام مواد بيولوجية ومُعاد تدويرها، وتعزيز الوظائف المتعددة، مثل دمج مواد التغير الطوري لزيادة الكتلة الحرارية.