Топлотна изолација је општи појам који обухвата сваки материјал или систем који се користи за смањење брзине преноса топлоте између две средине, радећи на принципима спречавања провођења, конвекције и зрачења. Њена примена је веома широка, од градитељства до индустријских процеса, аероспецифике и потрошачких производа. Ефикасност топлотне изолације у првом реду се квантификује преко топлотне проводљивости (k-вредност или ламбда-вредност), при чему ниже вредности указују на бољу изолациону способност. Уобичајени материјали укључују влакнaste супстанце попут стаклене вуне и камене вуне, које задржавају ваздух; ћелијасте материјале попут пене полиестера и полиуретана, који садрже ћелије испуњене гасом; и рефлектујућу изолацију попут фолијом прекривених баријера које се боре против зрачне топлоте. Избор изолације у великој мери зависи од радног температурног опсега. За примене на ниским температурама (нпр. хлађење, хладњаче), материјали са ниском пропустљивошћу водене паре су критични да би се спречило кондензовање и стајање инеја. За примене на високим температурама (нпр. индустријски пећи, система издувних гасова), неопходни су материјали као што су церамичке вунене деке или плоче од силиката калцијума који могу да поднесу екстремну топлоту без деградације. Поред топлотних перформанси, кључне особине укључују отпорност на ватру, која се често оцењује помоћу система као што су Евро класа или ASTM E84, акустичне перформансе, чврстоћу на притисак и утицај на животну средину у смислу уграде енергије и могућности рециклаже. У градитељској науци, правилна инсталација је од пресудног значаја; чак и најбоља изолација може да пропадне ако није инсталирана непрекидно и без компресије, празнина или продирања која стварају топлотне мостове. Стога, топлотна изолација није само производ, већ интегрисани систем који је од суштинског значаја за уштеду енергије, ефикасност процеса, сигурност и удобност, а за избор и имплементацију је потребно пажљиво размотрити специфичне физичке и еколошке услове примене.