Izolacja cieplna to pojęcie ogólne obejmujące każdy materiał lub system stosowany w celu zmniejszenia szybkości przepływu ciepła między dwoma środowiskami, działający na zasadzie ograniczania przewodnictwa, konwekcji i promieniowania. Jej zastosowania są bardzo szerokie i obejmują budownictwo, procesy przemysłowe, lotnictwo i przestrzeń kosmiczną oraz towary konsumpcyjne. Skuteczność izolacji cieplnej jest głównie określana przez jej przewodność cieplną (wartość k lub lambda), przy czym niższe wartości oznaczają lepszą zdolność izolacyjną. Do typowych materiałów należą substancje włókniste, takie jak szkło i wełna skalna, które zatrzymują powietrze; materiały komórkowe, takie jak pianki polistyrenowe i poliuretanowe, zawierające komórki wypełnione gazem; oraz izolacje refleksyjne, takie jak foliowe bariery, które przede wszystkim zapobiegają przenoszeniu ciepła przez promieniowanie. Wybór izolacji zależy w dużym stopniu od zakresu temperatur roboczych. W przypadku niskich temperatur (np. chłodnictwo, magazyny chłodnicze) kluczowe znaczenie mają materiały o niskiej przepuszczalności pary wodnej, aby zapobiec skraplaniu się pary i powstawaniu szronu. Dla zastosowań wysokotemperaturowych (np. piece przemysłowe, układy wydechowe) niezbędne są materiały takie jak koce z włókna ceramicznego lub płyty z krzemianu wapnia, które wytrzymują ekstremalne temperatury bez degradacji. Oprócz właściwości termicznych, istotne są również odporność ogniowa, często klasyfikowana według systemów takich jak Euroklasa lub ASTM E84, właściwości akustyczne, wytrzymałość na ściskanie oraz wpływ na środowisko pod względem energii zakumulowanej i możliwości recyklingu. W naukach budowlanych kluczowe znaczenie ma prawidłowa instalacja; nawet najlepsza izolacja może ulec awarii, jeśli nie zostanie zamontowana ciągle i bez ucisku, szczelin lub przebić tworzących mostki termiczne. Dlatego izolacja cieplna to nie tylko produkt, ale zintegrowany system mający kluczowe znaczenie dla oszczędności energii, efektywności procesów, bezpieczeństwa i komfortu, a jej wybór i wdrożenie wymagają starannego uwzględnienia konkretnych warunków fizycznych i środowiskowych danego zastosowania.