단열은 인접한 공간 사이의 온도 차이를 유지하기 위해 열 에너지의 흐름을 제한하는 데 사용되는 다양한 재료와 기술을 의미한다. 그 기본적인 역할은 에너지 효율성 향상, 공정 안정성 확보, 안전성 개선 및 수많은 산업 분야에서 쾌적함을 제공하는 것이다. 이 기술의 원리는 전도(고체 물질 또는 정지된 유체를 통한 전달), 대류(움직이는 유체나 기체를 통한 전달), 복사(전자기파를 통한 전달) 등 세 가지 열전달 방식에 저항하는 과학적 원리에 기반한다. 단열재는 다공성, 섬유질 또는 셀 구조 내에 정지된 공기 또는 다른 기체를 포함함으로써 이러한 효과를 달성하는데, 정지된 공기는 열전도율이 낮기 때문에(열전도율 k값 ~0.026 W/m·K) 열을 잘 전달하지 않는다. 성능은 열전도율(k값)로 측정되며, 일반적인 건축용 단열재인 EPS, XPS, 광물 울 등의 k값은 0.030~0.040 W/m·K 범위에 있다. 열 흐름에 대한 전체 저항은 R값으로 표현되며, 두께를 k값으로 나눈 값이다. 단열재 선택 시 고려해야 할 주요 요소는 R값을 넘어서 화재 성능(가연성, 연기 유독성), 습기 저항성(흡수 시 성능이 크게 저하될 수 있음), 치수 안정성, 기계적 강도 및 제품 수명 주기 동안의 내구성 등을 포함한다. 건축물에서는 외피의 핵심 구성 요소로서 공기 장벽과 증기 장벽과 함께 작용하여 쾌적하고 내구적이며 에너지 효율적인 환경을 조성한다. 산업 분야에서는 배관 및 저장 용기의 에너지를 보존하고, 작업자들을 화상으로부터 보호하며, 공정 온도를 유지하는 데 사용된다. 단열 기술의 지속적인 발전은 나노기술(예: 에어로겔)을 통한 성능 향상, 생물 기반 및 재활용 소재를 활용한 지속 가능성 개선, 그리고 상변화 물질 통합을 통한 열량 저장 기능 같은 다기능성 향상에 초점을 맞추고 있다.