Cách nhiệt đề cập đến các loại vật liệu và kỹ thuật được sử dụng nhằm hạn chế sự truyền dẫn năng lượng nhiệt, từ đó duy trì chênh lệch nhiệt độ giữa các không gian liền kề. Vai trò cơ bản của nó là nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, đảm bảo sự ổn định trong quy trình, cải thiện độ an toàn và tạo sự thoải mái trong vô số ngành công nghiệp. Cơ sở khoa học đằng sau việc này là chống lại ba hình thức truyền nhiệt: dẫn nhiệt (qua vật liệu rắn hoặc chất lỏng tĩnh), đối lưu (qua chất lỏng hoặc khí chuyển động) và bức xạ (qua sóng điện từ). Các vật liệu cách nhiệt đạt được điều này nhờ cấu trúc chứa không khí đứng yên hoặc các loại khí khác bên trong một ma trận xốp, dạng sợi hoặc tế bào, vì không khí đứng yên là chất dẫn nhiệt kém (giá trị k ~0,026 W/m·K). Hiệu suất được đo bằng độ dẫn nhiệt (giá trị k), với các loại vật liệu cách nhiệt thông thường trong xây dựng như EPS, XPS và bông khoáng dao động từ 0,030 đến 0,040 W/m·K. Tổng trở kháng đối với dòng nhiệt được mô tả bằng giá trị R, tức là chiều dày chia cho giá trị k. Những yếu tố quan trọng khi lựa chọn vật liệu cách nhiệt vượt ra ngoài giá trị R, bao gồm hiệu suất cháy (khả năng bắt lửa, độc tính khói), khả năng chống ẩm (có thể làm giảm nghiêm trọng hiệu suất nếu bị hấp thụ), độ ổn định kích thước, độ bền cơ học và tuổi thọ trong suốt vòng đời sản phẩm. Trong các công trình xây dựng, đây là thành phần thiết yếu của lớp vỏ bao che, phối hợp cùng các lớp ngăn không khí và hơi ẩm để tạo nên môi trường thoải mái, bền vững và tiết kiệm năng lượng. Trong lĩnh vực công nghiệp, nó giúp tiết kiệm năng lượng ở các đường ống và thiết bị, bảo vệ nhân viên khỏi nguy cơ bỏng và duy trì nhiệt độ quy trình. Việc phát triển liên tục các vật liệu cách nhiệt hiện nay tập trung vào nâng cao hiệu suất thông qua công nghệ nano (ví dụ như aerogel), cải thiện tính bền vững bằng vật liệu sinh học và vật liệu tái chế, cũng như tăng cường chức năng đa nhiệm, chẳng hạn như tích hợp các vật liệu đổi pha để gia tăng khối lượng nhiệt.