Există mai multe tipuri de materiale termoizolante utilizate într-o varietate de aplicații comerciale și rezidențiale. Unele dintre aceste materiale termoizolante includ azbest, izolație din fibră de sticlă și vată minerală. Materialele mai puțin convenționale includ izolația multistrat (MLI) utilizată pe nave spațiale și sateliți, vopsele pe bază de ceramică și filme chimice care sunt adesea înfășurate în jurul țevilor și așezate pe suprafețe plane.
În timp ce utilizarea tipică a izolației este de a preveni intrarea aerului rece într-o zonă, multe materiale termoizolante sunt concepute pentru a ține căldura departe de un obiect. Materialele pot fi utilizate și în interiorul unei componente pentru a nu deteriora alte componente din cadrul unui ansamblu. Căldura este un inamic comun al multor dispozitive și, ca atare, necesită materiale speciale termoizolante pentru a preveni o gamă largă de daune cauzate de defecțiuni minore pentru a finaliza topirea și distrugerea termică.
Unul dintre primele materiale izolante utilizate pe scară largă care protejează împotriva căldurii a fost azbestul. Un material asemănător fibrei, azbestul a fost folosit în clădiri, nave și diferite tipuri de utilaje pentru a proteja împotriva daunelor provocate de căldură. Particulele de praf din azbest au fost legate de probleme de sănătate, inclusiv de cancer, iar materialul începe să fie utilizat în aplicații foarte limitate.
Izolația din fibră de sticlă este un material versatil care și-a găsit numeroase utilizări, inclusiv ca materiale termoizolante. Cantitatea de protecție termică este adesea atribuită grosimii materialului din fibră de sticlă. Aerul prins în interiorul numeroaselor fire și fibre ale izolației împiedică transferul de căldură de la o particulă la alta, creând astfel o barieră termică de succes. Pentru condiții de căldură extremă, vata minerală sub formă de vată de zgură și vată de stâncă este folosită în mod obișnuit în zonele care pot intra în contact direct cu oamenii. Lâna de zgură este un produs secundar al zgurii de furnal cu minereu de fier, în timp ce vata de stâncă este un produs secundar al rocii și pietrei naturale.
Unele dintre materialele termoizolante mai puțin convenționale și mai exotice pot fi găsite în spațiul cosmic sau sub capota automobilului familiei. Vopselele și acoperirile pe bază de ceramică sunt adesea aplicate vehiculelor spațiale și componentelor de evacuare a automobilelor pentru a proteja împotriva daunelor provocate de căldură. Acoperind o componentă în această acoperire lichidă, stratul întărit are capacitatea atât de a conține orice căldură în interiorul componentului, cât și de a proteja căldura externă de a pătrunde în componentă. Alte materiale termoizolante cunoscute sub numele de MLI constau din mai multe straturi de materiale legate între ele și alcătuiesc materialul de culoare aurie des întâlnit pe nave spațiale.