Termisk isolering henviser til det område af materialer og teknikker, der anvendes til at begrænse varmeenergiflowet og derved opretholde temperaturforskelle mellem tilstødende rum. Dets grundlæggende funktion er at øge energieffektiviteten, sikre processtabilitet, forbedre sikkerheden og skabe komfort i utallige industrier. Videnskaben bag omfatter modvirkning af de tre former for varmetransmission: ledning (gennem faste materialer eller stillestående væsker), konvektion (gennem bevægelige væsker eller gasser) og stråling (gennem elektromagnetiske bølger). Isoleringsmaterialer opnår dette ved strukturer, der indeholder stillestående luft eller andre gasser i en porøs, fiberrig eller cellulær matrix, da stillestående luft er en dårlig varmeleder (k-værdi ~0,026 W/m·K). Ydelsen måles ved termisk ledningsevne (k-værdi), hvor almindelige bygningsisolationer som EPS, XPS og mineraluld typisk har værdier mellem 0,030 og 0,040 W/m·K. Den samlede modstand mod varmeflow beskrives ved R-værdien, som er tykkelsen divideret med k-værdien. Vigtige overvejelser ved valg af termisk isolering rækker ud over R-værdien og inkluderer faktorer som brandegenskaber (brændbarhed, røgtoksicitet), fugtbestandighed (som kan svække ydelsen markant, hvis den absorberes), dimensionsstabilitet, mekanisk styrke og holdbarhed gennem produktets levetid. I bygninger er det en afgørende del af klimaskærmen og fungerer sammen med luft- og dampspærre for at skabe et behageligt, holdbart og energieffektivt miljø. I industrielle sammenhænge bevarer det energi i rør og beholdere, beskytter personale mod forbrændinger og opretholder processtemperaturer. Den løbende udvikling af termisk isolering fokuserer på højere ydelse gennem nanoteknologi (f.eks. aerogel), forbedret bæredygtighed via biobaserede og genanvendte materialer samt øget multifunktionalitet, såsom integration af faseforandrende materialer til termisk masse.