Жылу оқшаулау — көршілес кеңістіктердегі температура айырмашылығын сақтау үшін жылу энергиясының таралуын шектеуге арналған материалдар мен әдістер жиынтығын білдіреді. Оның негізгі рөлі — энергияны пайдалану тиімділігін арттыру, технологиялық процестің тұрақтылығын қамтамасыз ету, қауіпсіздікті жақсарту және көптеген салаларда ыңғайлы орта жасау. Бұл үш түрлі жылу берілу тәсілдерін болдырмауға бағытталған: жылу өткізу (қатты материалдар немесе тыныш сұйықтар арқылы), конвекция (қозғалыстағы сұйықтар немесе газдар арқылы) және сәулелену (электромагниттік толқындар арқылы). Оқшаулау материалдары поралы, талшықты немесе ұяшықты матрица ішінде тыныш ауа немесе басқа газдарды қамти отырып, осы мақсатқа жетеді, себебі тыныш ауа нашар өткізгіш болып табылады (k-мәні ~0,026 Вт/м·К). Оның өнімділігі жылу өткізгіштігімен (k-мәні) өлшенеді, ал кең таралған ғимараттық оқшаулау материалдары, мысалы EPS, XPS және минералды мақта 0,030-ден 0,040 Вт/м·К дейінгі аралықта болады. Жылу ағынына кедергі көрсету жалпы R-мәні арқылы сипатталады, ол қалыңдықты k-мәніне бөлгенге тең. Термиялық оқшаулауды таңдау кезіндегі негізгі факторлар R-мәнінен тыс жану қасиеттерін (жанғыштығы, түтіннің улылығы), ылғалға төзімділікті (сіңірілсе, оның өнімділігін қатты төмендетуі мүмкін), өлшемдік тұрақтылықты, механикалық беріктікті және өнімнің жұмыс істеу мерзімі бойынша төзімділікті қамтиды. Ғимараттарда ол қоршау элементінің маңызды бөлігі болып табылады және ауа мен будың кедергілерімен бірге ыңғайлы, төзімді және энергияны үнемдейтін ортаны жасау үшін жұмыс істейді. Өнеркәсіптік жағдайларда ол құбырлар мен ыдыстарда энергияны үнемдейді, персоналды күйіктерден қорғайды және технологиялық процестердің температурасын сақтайды. Термиялық оқшаулаудың дамуы әлі де жоғары өнімділікке (мысалы, аэрогельдер арқылы нанотехнологиялар), биологиялық негізделген және қайта өңделген материалдар арқылы тұрақтылықты жақсартуға және фазалық өзгеріс материалдарын интеграциялау арқылы термиялық массаны қосу сияқты көпфункционалдылықты арттыруға бағытталған.