Vật liệu cách nhiệt cấu trúc là thành phần hiệu suất cao được thiết kế để đồng thời cung cấp khả năng cách nhiệt và truyền tải các tải trọng cấu trúc đáng kể giữa các bộ phận công trình, từ đó loại bỏ hiệu quả hiện tượng cầu nhiệt tại các mối nối chịu lực. Khác với vật liệu cách nhiệt thông thường, những vật liệu này được chế tạo để có độ bền nén cao, độ bền cắt cao và độ biến dạng dẻo thấp dưới tải trọng kéo dài, trong khi vẫn duy trì hệ số dẫn nhiệt thấp. Các ứng dụng phổ biến bao gồm cách nhiệt các kết nối giữa ban công bê tông và bản sàn, dầm thép console, và các giá đỡ lan can—tất cả đều là những vị trí điển hình gây thất thoát nhiệt lớn và nguy cơ ngưng tụ. Vật liệu thường là các polymer composite, trong đó polyamide (PA66) gia cường bằng tỷ lệ cao (ví dụ: 30-40%) sợi thủy tinh là lựa chọn phổ biến nhờ sự cân bằng tối ưu giữa các tính chất cơ học (độ bền nén >100 MPa, độ bền cắt >40 MPa) và khả năng cách nhiệt (hệ số k ~0,3 W/m·K). Các hệ thống khác có thể sử dụng bê tông polymer gia cường đặc chắc hoặc các composite epoxy tiên tiến. Việc thiết kế đòi hỏi phân tích kỹ lưỡng các tải trọng (tĩnh tải, hoạt tải, gió, động đất) và hiệu suất nhiệt (giá trị Psi) để lựa chọn vật liệu và độ dày phù hợp. Việc thi công rất quan trọng; vật liệu được cắt chính xác và đặt vào ván khuôn trước khi đổ bê tông, hoặc được bắt bulông giữa các cấu kiện thép, đảm bảo tiếp xúc toàn diện và không có điểm tiếp xúc cục bộ có thể làm mất tác dụng cách nhiệt. Bằng cách sử dụng vật liệu cách nhiệt cấu trúc, lớp vỏ công trình duy trì tính liên tục, giúp tăng nhiệt độ bề mặt bên trong, giảm thất thoát năng lượng, loại bỏ nguy cơ ngưng tụ và đáp ứng các tiêu chuẩn về năng lượng. Công nghệ này là nền tảng trong thiết kế khung công trình hiệu suất cao, được cách nhiệt triệt để, cho phép kiến trúc sư và kỹ sư tạo ra các hình khối biểu cảm như ban công cantilever mà không làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn nhiệt của lớp vỏ công trình.