단열은 전도, 대류 및 복사를 억제한다는 원리에 기반하여 두 환경 사이의 열전달 속도를 줄이기 위해 사용되는 모든 재료나 시스템을 포괄하는 넓은 개념이다. 그 적용 분야는 건축에서부터 산업 공정, 항공우주, 소비재에 이르기까지 매우 광범위하다. 단열의 성능은 주로 열전도율(k값 또는 람다값)로 측정되며, 값이 낮을수록 더 우수한 단열 성능을 나타낸다. 일반적인 단열재로는 공기를 가두는 섬유질 물질인 유리섬유와 암면, 가스가 충진된 셀을 포함하는 폴리스티렌 및 폴리우레탄 폼과 같은 발포성 셀 구조 재료, 그리고 복사열에 주로 대응하는 반사형 단열재인 호일 코팅 차단재 등이 있다. 단열재의 선택은 작동 온도 범위에 따라 크게 달라진다. 저온 응용(예: 냉각, 냉장 저장)의 경우, 수증기 투과도가 낮아야 응결 및 결빙 현상을 방지할 수 있다. 고온 응용(예: 산업용 용광로, 배기 시스템)의 경우에는 극한의 열에도 열화되지 않고 견딜 수 있는 세라믹 섬유 매트 또는 규산칼슘 보드와 같은 재료가 필요하다. 열적 성능 외에도, 방화 성능(유럽 표준 Euroclass 또는 ASTM E84 등급으로 평가됨), 음향 성능, 압축 강도, 내재 에너지 및 재활용 가능성과 관련된 환경 영향 등이 중요한 특성으로 고려된다. 건축 과학에서는 적절한 설치가 무엇보다 중요하다. 연속적으로 설치되지 않거나 압축, 틈새, 관통부 등으로 인해 열다리 현상이 발생하면, 가장 우수한 단열재라도 제 기능을 하지 못한다. 따라서 단열은 단순한 제품이 아니라 에너지 절약, 공정 효율성, 안전성 및 쾌적함을 위한 통합 시스템이며, 특정 응용 분야의 물리적·환경적 조건을 면밀히 고려하여 선택하고 구현해야 한다.