Ir vairāki siltumizolācijas materiālu veidi, ko izmanto dažādos komerciālos un dzīvojamos lietojumos. Daži no šiem siltumizolācijas materiāliem ietver azbestu, stiklšķiedras izolāciju un minerālvati. Mazāk tradicionālie materiāli ietver daudzslāņu izolāciju (MLI), ko izmanto kosmosa kuģos un satelītos, keramikas krāsas un ķīmiskās plēves, kuras bieži aptin ap caurulēm un novieto uz līdzenām virsmām.
Lai gan parasti izolācija tiek izmantota, lai novērstu aukstā gaisa iekļūšanu zonā, daudzi siltumizolācijas materiāli ir paredzēti, lai novērstu siltumu no objekta. Materiālus var izmantot arī sastāvdaļas iekšpusē, lai nesabojātu citas komplekta sastāvdaļas. Siltums ir bieži sastopams daudzu ierīču ienaidnieks, un tādēļ tam ir nepieciešami īpaši siltumizolācijas materiāli, lai novērstu dažādus bojājumus no nelieliem darbības traucējumiem līdz pilnīgai termiskai sabrukšanai un iznīcināšanai.
Viens no pirmajiem plaši izmantotajiem izolācijas materiāliem, kas aizsargā pret karstumu, bija azbests. Šķiedrām līdzīgs materiāls, azbests, ir izmantots ēkās, kuģos un dažāda veida iekārtās, lai aizsargātu pret karstuma bojājumiem. Azbesta putekļu daļiņas ir saistītas ar veselības problēmām, tostarp vēzi, un materiālu sāk izmantot ļoti ierobežotos lietojumos.
Stikla šķiedras izolācija ir daudzpusīgs materiāls, kas ir daudz izmantots, tostarp izmantots kā siltumizolācijas materiāli. Siltuma aizsardzības apjoms bieži tiek attiecināts uz stikla šķiedras materiāla biezumu. Gaiss, kas ieslodzīts daudzos izolācijas pavedienos un šķiedrās, novērš siltuma pārnesi no vienas daļiņas uz otru, tādējādi radot veiksmīgu termisko barjeru. Ārkārtējos karstuma apstākļos minerālvati izdedžu vates un akmens vates veidā parasti izmanto vietās, kas var nonākt tiešā saskarē ar cilvēkiem. Sārņu vate ir dzelzsrūdas domnas izdedžu blakusprodukts, savukārt akmens vate ir dabīgā iežu un akmens blakusprodukts.
Daži no mazāk tradicionālajiem un eksotiskākiem siltumizolācijas materiāliem ir atrodami kosmosā vai zem ģimenes automašīnas pārsega. Krāsas un pārklājumi uz keramikas bāzes bieži tiek uzklāti uz kosmosa transportlīdzekļiem un automobiļu izplūdes gāzu sastāvdaļām, lai aizsargātu pret karstuma bojājumiem. Pārklājot komponentu šajā šķidrajā pārklājumā, sacietējušais pārklājums spēj gan saturēt siltumu komponenta iekšpusē, gan aizsargāt ārējo karstumu no iekļūšanas komponentā. Citi siltumizolācijas materiāli, kas pazīstami kā MLI, sastāv no vairākiem materiālu slāņiem, kas savienoti kopā un veido zelta krāsas materiālu, kas bieži redzams kosmosa kuģos.