O isolamento térmico refere-se ao conjunto de materiais e técnicas utilizados para restringir o fluxo de energia térmica, mantendo assim diferenças de temperatura entre espaços adjacentes. O seu papel fundamental é aumentar a eficiência energética, garantir a estabilidade dos processos, melhorar a segurança e proporcionar conforto em inúmeras indústrias. A ciência por trás desse conceito envolve a contraposição aos três modos de transferência de calor: condução (através de materiais sólidos ou fluidos estáticos), convecção (através de fluidos ou gases em movimento) e radiação (por meio de ondas eletromagnéticas). Os materiais isolantes conseguem isso por meio de estruturas que incorporam ar parado ou outros gases numa matriz porosa, fibrosa ou celular, já que o ar parado é um mau condutor (valor-k ~0,026 W/m·K). O desempenho é medido pela condutividade térmica (valor-k), sendo comuns isolamentos para construção como EPS, XPS e lã mineral com valores entre 0,030 e 0,040 W/m·K. A resistência total à passagem de calor é descrita pelo valor-R, que corresponde à espessura dividida pelo valor-k. Os principais fatores a considerar na seleção do isolamento térmico vão além do valor-R e incluem aspectos como desempenho ao fogo (combustibilidade, toxicidade da fumaça), resistência à humidade (que pode degradar severamente o desempenho se absorvida), estabilidade dimensional, resistência mecânica e durabilidade ao longo da vida útil do produto. Em edifícios, constitui um componente essencial do invólucro, trabalhando em conjunto com barreiras de ar e vapor para criar um ambiente confortável, duradouro e energeticamente eficiente. Em contextos industriais, conserva energia em tubulações e vasos, protege os operários contra queimaduras e mantém as temperaturas dos processos. O desenvolvimento contínuo do isolamento térmico foca-se em maior desempenho através da nanotecnologia (por exemplo, aerogéis), sustentabilidade aprimorada mediante materiais biobaseados e reciclados, e multifuncionalidade aprimorada, como a integração de materiais de mudança de fase para massa térmica.