工業及民用領域
在化工行業中的管道、爐窯等設備，普遍存在用Si02氣凝膠及其復合材料替代傳統的保溫材料對它們進行保溫，可以大大減少熱能損失，提高熱能利用率。
在民用領域，用熱導率極低的Si02氣凝膠作為冰箱等低溫系統的隔熱材料，可以防止該材料內含有大量氟里昂氣體泄漏破壞大氣臭氧層，從而保護人類的生存環境。冷藏集裝箱作為一種冷凍、冷藏運輸設備，用Si02氣凝膠代替硬質聚氨酯泡沫塑料具有導熱系數小、強度高、穩定性好、抗腐蝕等優點，可用作冷藏集裝箱的隔熱材料。氣凝膠保暖服、保暖鞋已經以商品的形式出現在美國市場上，為極地探險、寒地運動、北極科考以及寒地單兵提供了御寒保障。
節能建筑領域
目前高層或超高層建筑的主體大多采用鋼結構，鋼結構耐火性能差，如不采取有效的防火保護措施，一旦發生火災，結構很容易遭到破壞。將Si02氣凝膠隔熱復合材料用于鋼結構防火，不但可以延長防火時間，而且高溫下也不會釋放出對人體有害的物質。此外，Si02 氣凝膠隔熱由于具有較低的表觀密度和熱導率以及較好的耐高溫性能，可以用作高效隔熱消聲材料。
特殊應用領域
對于航空航天武器而言，密度是考核材料的關鍵指標，輕質材料對于提高飛行距離具有重要意義。氣凝膠材料具有低密度、高熱容、低導熱的突出特點。飛機上記錄飛行狀況數據的黑匣子已用該材料作為隔熱層。。另外，它還可以用作各類高溫燃料電池、熱電池、照明電池的隔熱層。美國NASA在“火星流浪者”的設計中，也用過Si02氣凝膠隔熱材料作為保溫層，用來抵擋火星夜晚的超低溫。
其他應用方面:
1. 理想的聲學延遲或高效隔音材料，以及理想的超聲探測器的聲阻藕合材料。
2. 光學特性方面，可制成可見光透明、紅外不透明的氣凝膠材料，紅外與可見光的湮滅系數之比達到100以上，其折射率又接近于1，真空窗玻璃之間的硅氣凝膠的熱損失率比目前最好的窗系相比要減少2/3。
3. 氣凝膠可以作為高技術項目慣性約束聚變所需的聚變冷凍靶的候選材料。
4. 氣凝膠有可控的納米微孔，其孔洞大小分布均勻，氣孔率高。可以作為氣體過濾器的合適材料。
5. 由于其低介電常數和介電常數的可調性，可以作為新型集成電路的襯底材料。
6. 利用它的高孔隙率來作生物傳感器、氧和二氧化碳傳感器及水中有機溶劑吸附劑。
7. 納米多孔氧化硅氣凝膠還可用于高級化妝品中的添加劑、潤滑劑、油漆、研磨膏等。
