氣凝膠的納米多孔結構使它具有好的絕熱性能，其熱導率甚至比空氣還要低，空氣在常溫真空狀態(tài)下的熱導率為0.026w/m·k，而氣凝膠在常溫常壓下的熱導率一般小于0.020w/m·k，在抽真空的狀態(tài)下，熱導率可低至0.004w/m·k。
氣凝膠之所以具有如此良好的絕熱特性與它的高孔隙率有關。熱量的傳導主要通過三種途徑來進行，氣體傳導，固體傳導，輻射傳導。在這三種方式中，通過氣體傳導的熱量是很小的，因此大部分氣體都具有非常低的熱導率。常用的絕熱材料都是多孔結構，其正是利用了空氣占據(jù)了固體材料的一部分體積，從而降低了材料整體的熱導率。氣凝膠的孔隙率比普通絕熱材料要大得多，其95%以上都是由空氣構成，決定了其將具有與空氣一樣低的熱導率。而且，氣凝膠中包含大量孔徑小于70nm的孔，70nm是空氣中主要成分氮氣和氧氣的自由程，因此意味著空氣在氣凝膠中將無法實現(xiàn)對流，使得氣態(tài)熱導率進一步降低。氣凝膠中含量極少的固體骨架也是由納米顆粒組成，其接觸面積非常小，使得氣凝膠同樣具有極小的固態(tài)熱導率。