Istnieje kilka rodzajów materiałów termoizolacyjnych stosowanych w różnych zastosowaniach komercyjnych i mieszkaniowych. Niektóre z tych materiałów termoizolacyjnych obejmują azbest, izolację z włókna szklanego i wełnę mineralną. Mniej konwencjonalne materiały obejmują izolację wielowarstwową (MLI) używaną w statkach kosmicznych i satelitach, farby na bazie ceramiki i folie chemiczne, które często są owijane wokół rur i układane na płaskich powierzchniach.
Chociaż typowym zastosowaniem izolacji jest zapobieganie przedostawaniu się zimnego powietrza do obszaru, wiele materiałów termoizolacyjnych zaprojektowano tak, aby utrzymać ciepło z dala od obiektu. Materiały mogą być również używane wewnątrz komponentu, aby nie uszkodzić innych komponentów w zespole. Ciepło jest powszechnym wrogiem wielu urządzeń i jako takie wymaga specjalnych materiałów termoizolacyjnych, aby zapobiec szerokiej gamie uszkodzeń, od drobnych awarii po całkowite stopienie i zniszczenie termiczne.
Jednym z pierwszych powszechnie stosowanych materiałów izolacyjnych chroniących przed ciepłem był azbest. Azbest, materiał włóknisty, jest stosowany w budynkach, statkach i różnego rodzaju maszynach w celu ochrony przed uszkodzeniem cieplnym. Cząsteczki kurzu z azbestu zostały powiązane z problemami zdrowotnymi, w tym rakiem, a materiał zaczyna być wykorzystywany w bardzo ograniczonych zastosowaniach.
Izolacja z włókna szklanego to wszechstronny materiał, który znalazł wiele zastosowań, w tym jako materiały termoizolacyjne. Stopień ochrony cieplnej jest często przypisywany grubości materiału z włókna szklanego. Powietrze uwięzione wewnątrz wielu pasm i włókien izolacji zapobiega przenoszeniu ciepła z jednej cząstki na drugą, tworząc w ten sposób skuteczną barierę termiczną. W przypadku ekstremalnych warunków cieplnych wełna mineralna w postaci wełny żużlowej i wełny mineralnej jest powszechnie stosowana w obszarach, które mogą mieć bezpośredni kontakt z ludźmi. Wełna żużlowa jest produktem ubocznym żużla wielkopiecowego z rudy żelaza, podczas gdy wełna kamienna jest produktem ubocznym naturalnego kamienia i kamienia.
Niektóre z mniej konwencjonalnych i bardziej egzotycznych materiałów termoizolacyjnych można znaleźć w kosmosie lub pod maską rodzinnego samochodu. Farby i powłoki na bazie ceramiki są często nakładane na pojazdy kosmiczne i elementy układu wydechowego samochodów w celu ochrony przed uszkodzeniem cieplnym. Pokrycie elementu w tej płynnej powłoce powoduje, że utwardzona powłoka może zarówno zatrzymywać ciepło wewnątrz elementu, jak i chronić zewnętrzne ciepło przed wnikaniem do elementu. Inne materiały termoizolacyjne, znane jako MLI, składają się z kilku połączonych ze sobą warstw materiałów, które tworzą złoty materiał często spotykany na statkach kosmicznych.