Thermische isolatie verwijst naar het scala aan materialen en technieken die worden gebruikt om de overdracht van warmte-energie te beperken, waardoor temperatuurverschillen tussen aangrenzende ruimten behouden blijven. De fundamentele rol hiervan is het verbeteren van energie-efficiëntie, het waarborgen van processtabiliteit, het verhogen van veiligheid en het bieden van comfort in talloze industrieën. De wetenschap erachter houdt in dat men zich verzet tegen de drie vormen van warmteoverdracht: geleiding (door vaste materialen of stilstaande vloeistoffen), convectie (door bewegende vloeistoffen of gassen) en straling (via elektromagnetische golven). Isolerende materialen bereiken dit door structuren die stilstaande lucht of andere gassen bevatten binnen een poreuze, vezelige of cellulaire matrix, aangezien stilstaande lucht een slechte geleider is (k-waarde ~0,026 W/m·K). De prestaties worden gemeten aan de hand van warmtegeleidingsvermogen (k-waarde), waarbij gangbare bouwisolaties zoals EPS, XPS en minerale wol variëren van 0,030 tot 0,040 W/m·K. De totale weerstand tegen warmtedoorstroming wordt beschreven door de R-waarde, die gelijk is aan de dikte gedeeld door de k-waarde. Belangrijke overwegingen bij de keuze van thermische isolatie gaan verder dan de R-waarde en omvatten factoren zoals brandgedrag (ontvlambaarheid, rookgiftigheid), vochtweerstand (wat de prestaties ernstig kan verslechteren indien geabsorbeerd), dimensionale stabiliteit, mechanische sterkte en duurzaamheid gedurende de levensduur van het product. In gebouwen is het een cruciaal onderdeel van de bouwschil en werkt het samen met luchtdichting en dampremmende lagen om een comfortabele, duurzame en energiezuinige omgeving te creëren. In industriële contexten bespaart het energie in leidingen en vaten, beschermt het personeel tegen brandwonden en handhaaft het proces temperaturen. De verdere ontwikkeling van thermische isolatie richt zich op hogere prestaties via nanotechnologie (bijvoorbeeld aerogels), verbeterde duurzaamheid via biologisch afbreekbare en gerecyclede materialen, en uitgebreide multifunctionaliteit, zoals het integreren van faseveranderingsmaterialen voor thermische massa.