Matèria primera sintètica: s'utilitza en la producció de zirconi metàl·lic i compostos de zirconi, maons i gresols refractaris, ceràmica d'alta-freqüència, materials de mòlta, pigments ceràmics i zirconats. S'utilitza principalment en productes ceràmics piezoelèctrics, utilitza diàriament-ceràmica, materials refractaris i maons, tubs i gresols de zirconi per a la fosa de metalls preciosos. També s'utilitza en la producció d'acer i metalls no-ferrosos, vidre òptic i fibres de diòxid de zirconi. S'utilitza també en pigments ceràmics, recobriments electrostàtics i vernissos de cocció. A les resines epoxi, pot augmentar la resistència a la corrosió de l'aigua salada calenta.
Materials refractaris: la fibra de zirconi és un material de fibra refractària policristalina. A causa del punt de fusió elevat, les propietats no-oxidants i altres excel·lents -característiques d'alta temperatura del ZrO2, les fibres de ZrO2 tenen una temperatura de servei més alta que altres varietats de fibres refractàries, com ara fibres d'alúmina, fibres de mullita i fibres d'aluminosilicat.
La fibra de zirconi es pot utilitzar durant períodes prolongats en atmosferes oxidants d'ultra-temperatura superior a 1500 graus, amb una temperatura màxima de servei que arriba als 2200 graus, i fins i tot fins a 2500 graus, mantenint la seva forma de fibra intacta. Presenta una estabilitat química a alta-temperatura, resistència a la corrosió, resistència a l'oxidació, resistència al xoc tèrmic, naturalesa no-volàtil i sense contaminació, el que el converteix en un dels principals materials de fibra refractària del món. La resistència de ZrO2 a la corrosió àcida i alcalina és significativament més forta que la de SiO2 i Al2O3. És insoluble en aigua, soluble en àcid sulfúric i àcid fluorhídric, i lleugerament soluble en àcid clorhídric i àcid nítric. Pot eutèctic amb àlcalis per formar zirconats.
Turbines de gas: els recobriments de barrera tèrmica de diòxid de zirconi amb polvorització de plasma-han fet un avenç significatiu en l'aplicació de turbines de gas aeroespacials i industrials i s'han utilitzat fins a cert punt en els components de la turbina. Com que aquest recobriment pot reduir 50-200 graus la temperatura dels components d'alta-temperatura refredats per aire-refrigerats per l'aire, pot millorar significativament la durabilitat dels components d'alta-temperatura, o permetre augmentar la temperatura del gas o reduir els requisits de gas de refrigeració mentre manté una temperatura constant per als components d'alta-temperatura, millorant així l'eficiència del motor. Materials ceràmics La zirconia s'utilitza com a matèria primera a la indústria del forn a causa del seu alt índex de refracció, alt punt de fusió i forta resistència a la corrosió. Els productes ceràmics piezoelèctrics inclouen filtres, altaveus, detectors d'ultrasons submarins, etc. També hi ha ceràmica d'ús-diari (esmalts ceràmics industrials), maons de zirconi i tubs de zirconi per a la fosa de metalls preciosos, etc. L'òxid de zirconi a nanoescala també es pot utilitzar com a agent de poliment, ceràmica, ceràmica abrasiva, pigments piezoelèctrics, ceràmica d'alta temperatura, ceràmica d'esmalt d'alta precisió, etc. material.