气凝胶的制备通常由溶胶凝胶过程和超临界干燥处理构成。在溶胶凝胶过程中，通过控制溶液的水解和缩聚反应条件，在溶体内形成不同结构的纳米团簇，团簇之间的相互粘连形成凝胶体，而在凝胶体的固态骨架周围则充满化学反应后剩余的液态试剂。为了防止凝胶干燥过程中微孔洞内的表面张力导致材料结构的破坏，采用超临界干燥工艺处理，把凝胶置于压力容器中加温升压，使凝胶内的液体发生相变成超临界态的流体，气液界面消失，表面张力不复存在，此时将这种超临界流体从压力容器中释放，即可得到多孔、无序、具有纳米量级连续网络结构的低密度气凝胶材料。天阳气凝胶纸疏水性能优异，憎水率超过99%。江苏定制气凝胶技术指导
气凝胶绝热毡和传统保温材料对比有以下优势：1、导热系数低:衡量保温材料保温效果好坏的指标就是导热系数，气凝胶绝热毡导热系数在0.020W(m.K),而传统的保温材料导热系数在0.028W(m.K)~0.045W(m.K)，由于导热系数低，可以更薄的绝热厚度达到同等的绝热效果。采用气凝胶绝热毡能够有效减少包裹层的厚度，减少热损。2、A级不燃防火等级：气凝胶绝热毡属于无机材料，具有完全不燃的A级防火性，而传统保温材料中，橡塑和聚氨酯属于有机材料，容易发生火灾。防腐气凝胶板材气凝胶看上去像凝固的烟，但它的成分与玻璃相似。
气凝胶材料本身具有强度低、脆性高的缺点，为了克服这一缺点，需要对气凝胶材料进行改性，这是目前很重要的工艺，通过改性可赋予气凝胶材料不同性能。目前气凝胶材料改性常用的方法就是掺杂，即加入掺杂剂或者增强／增韧材料，制备复合气凝胶材料。复合气凝胶材料的制备方法通常有两种：一种是在凝胶过程前加入掺杂材料；另一种是先制备气凝胶颗粒或者粉末，再加入掺杂材料和黏结剂，经模压或注塑成型制成二次成型的复合体。常用的掺杂材料有玻璃纤维、莫来石纤维、岩棉、硅酸铝纤，掺杂材料种类的选择主要依气凝胶复合材料的应用目的而定。
同的化合物通过气凝胶的制备过程形成了各种各样的气凝胶，丰富了气凝胶的品种、完善了气凝胶性能、让气凝胶能在更多应用中。目前极常见也是发展极为成熟的气凝胶是二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶属于氧化物气凝胶，除此之外，还有碳化物气凝胶、氮化物气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶、生物质气凝胶、复合气凝胶及其他气凝胶。各个分类中中已经合成了多种化合物气凝胶，结构性质各异。气凝胶的形态多样，包括毡、板、颗粒和涂料等。多样化的产品形式使得气凝胶的应用更加灵活，下游市场需求空间巨大。气凝胶性质优异，应用已经遍布于石化、航天、电池、环保、建筑、交通等各个领域。气凝胶对这些领域中的原始材料有明显优势，因此替代空间巨大。天阳气凝胶纸超薄、超轻、具有柔性。
ZrO2气凝胶材料与SiO2气凝胶材料相比，ZrO2气凝胶的高温热导率更低，更适宜于高温段的隔热应用，在作为高温隔热保温材料方面具有极大的应用潜力。ZrO2气凝胶材料的孔径小于空气分子的平均自由程，在气凝胶中没有空气对流，孔隙率很高，固体所占的体积比很低，使气凝胶的热导率很低。目前关于ZrO2气凝胶应用于隔热领域的报道还比较少，研究者主要致力于ZrO2气凝胶制备工艺的研究。Al2O3气凝胶材料具有纳米多孔结构、使其具有更轻质量、更小体积达到等效的隔热效果，同时具有高孔隙率、高比表面积和开放的织态结构，在催化剂和催化载体方面具有潜在的应用价值。氧化铝气凝胶还可用作高压绝缘材料，高速或超速集成 电路的衬底材料，真空电极的隔离介质以及超级电容器。气凝胶也具凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。防腐气凝胶板材
气凝胶材料很好的热阻性能，防烫保护功能。江苏定制气凝胶技术指导
科学家声称，气凝胶的基本制备原理是除去凝胶中的溶剂，让其保留完整的骨架。在以往制备气凝胶的案例中，科学家主要采用溶胶—凝胶法和模板导向法。前者可以批量合成，但是可控性差；后者能产生有序的结构，但依赖于模板的精细结构和尺寸，难以大量制备。高超课题组另辟蹊径，探索出无模板冷冻干燥法：将溶解了石墨烯和碳纳米管的水溶液在低温下冻干，便获得了“碳海绵”，并且可以任意调节形状，令生产过程更加便捷，也使这种超轻材料的大规模制造和应用成为可能。江苏定制气凝胶技术指导
