Среди требований, предъявляемых к теплоизоляционным материалам, в первую очередь фигурируют легкость и пористость. Пористые материалы удерживают большой объем воздуха, который является слабым проводником тепла, за счет чего и происходит «утепление», а их малый вес (даже при толстом слое изоляции) не утяжеляет конструкцию и, соответственно, не создает дополнительной нагрузки на фундамент. Материалы с волокнистой структурой тоже обладают хорошими теплоизолирующими качествами и применяются в этих целях наряду с пористыми. Помимо низкой теплопроводности качественные теплоизоляционные материалы должны отвечать стандартам экологической безопасности, огнеупорности, механической прочности, плотности, влаго- и воздухопроницаемости.
Различают два класса теплоизоляционных материалов: неорганического и органического происхождения. В качестве примеров неорганического материала можно назвать: пеностекло, минеральную вату или пену, вспененный перлит. Органическая теплоизоляция представлена вспененными полистиролом и полиуретаном, ДСП, целлюлозой, пробкой, пенькой, водорослями и т.п.
Для получения пеностекла кварцевый песок подвергают обжигу с измельченным стеклом и углеродом. Образующийся пористый материал формируют в плиты, которые используют в строительстве для теплоизоляционной прослойки. Пеностекло отличается высокой прочностью и морозостойкостью, не гигроскопично, хорошо сохраняет тепло. Старые пеностекольные плиты можно измельчать и использовать вторично в качестве утепляющей прослойки на горизонтальных поверхностях.
Минеральная вата, выпускаемая в форме гибких прессованных плит или матов, делается из стекловолокна, которое, в свою очередь, содержит кварцевый песок, известняк и дробленое обычное стекло. В состав добавляется каменное волокно из натурального камня типа диабаза, доломита или известняка. Материал удобен своей эластичностью, но не предназначен для больших нагрузок. Современная минеральная вата, в отличие от старых образцов, нетоксична и допустима к применению в жилом строительстве.
Минеральная пена, в химической формуле которой соединены целлюлоза, оксиды кальция и кремния и вода, приобретает пористую структуру под воздействием пара и давления. Сформированные плиты из застывшей пены используют для проклейки вертикальных и горизонтальных перекрытий. Материал довольно гигроскопичен и способен регулировать уровень влажности внутри помещений.