Теплова ізоляція — це сукупність матеріалів і методів, призначених для обмеження передачі теплової енергії, що дозволяє підтримувати різницю температур між суміжними просторами. Її основне призначення — підвищення енергоефективності, забезпечення стабільності технологічних процесів, поліпшення безпеки та комфорту в багатьох галузях промисловості. Науковий підхід базується на протидії трьом формам передачі тепла: теплопровідності (через тверді матеріали або нерухомі рідини), конвекції (через рухомі рідини або гази) та випромінювання (за допомогою електромагнітних хвиль). Теплоізоляційні матеріали досягають цього завдяки структурі, що містить нерухоме повітря або інші гази в пористій, волокнистій або комірчастій матриці, оскільки нерухоме повітря погано проводить тепло (коефіцієнт теплопровідності k ≈ 0,026 Вт/м·К). Ефективність вимірюється коефіцієнтом теплопровідності (k-значення), типові будівельні утеплювачі, такі як EPS, XPS та мінеральна вата, мають значення від 0,030 до 0,040 Вт/м·К. Загальний опір тепловому потоку визначається R-значенням, яке дорівнює товщині матеріалу, поділеній на коефіцієнт k. Основні критерії вибору теплоізоляції виходять за межі R-значення та включають такі фактори, як вогнестійкість (горючість, токсичність диму), стійкість до вологи (що може значно погіршити ефективність при вбиранні), стабільність розмірів, механічну міцність та довговічність протягом усього терміну служби продукту. У будівлях це ключовий елемент огороджувальної конструкції, який працює разом з повітро- та паробар'єрами для створення комфортного, довговічного та енергоефективного середовища. У промислових умовах ізоляція зберігає енергію в трубопроводах і резервуарах, захищає персонал від опіків і підтримує необхідну температуру процесів. Сучасний розвиток теплоізоляції спрямований на підвищення ефективності завдяки нанотехнологіям (наприклад, аерогелі), покращення сталості шляхом використання біологічно походженних та вторинно перероблених матеріалів, а також на розширення функціональності, наприклад, шляхом інтеграції матеріалів з фазовим переходом для збільшення теплової інерції.