气凝胶是由纳米孔洞与纳米骨架组成的三维连续多孔材料，独特的结构使其具有许多常规材料无可比拟的特性，最显著的就是导热系数极低。

　　气凝胶是一类由凝胶衍生出来的合成多孔超轻材料，其中凝胶的液体成分已被气体取代，而凝胶结构没有明显崩溃。其结果是一种具有极低密度和极低导热性的固体。气凝胶可以由各种化学成分制成。硅胶气凝胶摸起来像脆弱的发泡聚苯乙烯，而一些聚合物基的气凝胶摸起来像刚性的泡沫。

　　气凝胶是一种99.8%为空气的材料。气凝胶有一个包含气穴的多孔固体网络，气穴占据了材料中的大部分空间。固体材料的匮乏使气凝胶几乎没有重量。

　　气凝胶是良好的热绝缘体，因为它们几乎抵消了三种传热方式中的两种--传导（它们主要由绝缘气体组成）和对流（微观结构阻止了气体净运动）。

　　它们是良好的传导性绝缘体，因为它们几乎完全由气体组成，而气体是非常差的热导体。(二氧化硅气凝胶是一个特别好的绝缘体，因为二氧化硅也是一个很差的热导体；另一方面，金属或碳气凝胶则不太有效)。它们是良好的对流抑制剂，因为空气不能通过晶格循环。气凝胶是不良的辐射绝缘体，因为红外辐射（传递热量）会通过它们。

　　由于它的吸湿性，气凝胶感觉很干燥，可以作为一种强大的干燥剂。长期处理气凝胶的人应戴上手套，以防止皮肤上出现干脆的斑点。

　　它的轻微颜色是由于纳米级树枝状结构对较短波长的可见光的瑞利散射。这导致它在黑暗的背景下呈现出烟熏的蓝色，在明亮的背景下呈现出淡黄色。

　　气凝胶本身是亲水的，如果它们吸收了水分，它们通常会发生结构变化，如收缩，并恶化，但可以通过化学处理使它们变成疏水的，从而防止退化。与只有外层疏水层的气凝胶相比，具有疏水内层的气凝胶更不容易降解，特别是当裂缝穿透表面时。