Surowiec syntetyczny: stosowany do produkcji metalicznego cyrkonu i związków cyrkonu, cegieł i tygli ogniotrwałych, ceramiki wysokiej-częstotliwości, materiałów szlifierskich, pigmentów ceramicznych i cyrkonianów. Stosowany głównie w piezoelektrycznych produktach ceramicznych,-do codziennego użytku w ceramice, materiałach ogniotrwałych oraz cegłach, rurach i tyglach cyrkonowych do wytapiania metali szlachetnych. Stosowany także do produkcji stali i-metali nieżelaznych, szkła optycznego i włókien z dwutlenku cyrkonu. Dodatkowo stosowany w pigmentach ceramicznych, powłokach elektrostatycznych i lakierach wypiekowych. W żywicach epoksydowych może zwiększyć odporność na korozję spowodowaną gorącą słoną wodą.
Materiały ogniotrwałe: Włókno cyrkonowe jest polikrystalicznym materiałem ogniotrwałym. Ze względu na wysoką temperaturę topnienia, właściwości nie-utleniające i inne doskonałe właściwości-temperaturowe ZrO2, włókna ZrO2 mają wyższą temperaturę pracy niż inne odmiany włókien ogniotrwałych, takie jak włókna z tlenku glinu, włókna mulitowe i włókna glinokrzemianowe.
Włókno cyrkonowe można stosować przez dłuższy czas w ultra-atmosferze utleniającej o bardzo wysokiej temperaturze powyżej 1500 stopni, przy maksymalnej temperaturze roboczej sięgającej 2200 stopni, a nawet do 2500 stopni, zachowując przy tym nienaruszony kształt włókna. Wykazuje stabilność chemiczną w wysokich-temperaturach, odporność na korozję, odporność na utlenianie, odporność na szok termiczny,-nielotność i brak zanieczyszczeń, co czyni go jednym z wiodących na świecie ogniotrwałych materiałów włóknistych. Odporność ZrO2 na korozję kwasową i zasadową jest znacznie większa niż SiO2 i Al2O3. Jest nierozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w kwasie siarkowym i kwasie fluorowodorowym oraz słabo rozpuszczalny w kwasie solnym i kwasie azotowym. Może eutektykować z alkaliami, tworząc cyrkoniany.
Turbiny gazowe: powłoki barierowe z dwutlenku cyrkonu natryskiwane plazmowo-poczyniły znaczny postęp w zastosowaniu turbin gazowych w przemyśle lotniczym i kosmicznym i zostały w pewnym stopniu zastosowane w elementach turbin. Ponieważ ta powłoka może obniżyć temperaturę-chłodzonych powietrzem-komponentów o wysokiej-temperaturze o 50-200 stopni, może znacznie poprawić trwałość komponentów o wysokiej-temperaturze lub umożliwić zwiększenie temperatury gazu lub zmniejszenie zapotrzebowania na gaz chłodzący przy jednoczesnym utrzymaniu stałej temperatury-komponentów o wysokiej temperaturze, poprawiając w ten sposób wydajność silnika. Materiały ceramiczne Tlenek cyrkonu jest stosowany jako surowiec w przemyśle piecowym ze względu na wysoki współczynnik załamania światła, wysoką temperaturę topnienia i dużą odporność na korozję. Piezoelektryczne produkty ceramiczne obejmują filtry, głośniki, ultradźwiękowe detektory podwodne itp. Istnieje również-ceramika codziennego użytku (przemysłowe szkliwa ceramiczne), cegły cyrkonowe i rurki cyrkonowe do wytapiania metali szlachetnych itp. Nanotlenek cyrkonu może być również stosowany jako środek polerujący, materiał ścierny, ceramika piezoelektryczna, ceramika precyzyjna, szkliwa ceramiczne i wysokotemperaturowy materiał matrycy pigmentowej.
