L'aérogel est une substance synthétique translucide à l'état solide, de densité extrêmement faible et dotée d'excellentes propriétés d'isolation thermique. Également connu sous le nom de "fumée gelée", l'aérogel sous sa forme solide a une texture similaire à celle du polystyrène expansé. Les aérogels, le matériau solide le plus léger connu de l'homme, pèsent moins d'une livre. Un bloc d'aérogels de 6 pieds x 2,5 x 2,5 x 2,5 pouces représente environ 6 x 2,5 x2,5 x2,5 x2,5 x2,5 x2,5 x2 x2 x6 x 2 x 6 pouces. Toutefois, s'il est réparti uniformément, ce bloc d'aérogels d'une livre pourrait supporter le poids total d'une petite voiture, soit environ 1 000 livres.
L'aérogel contient 99,8 % d'air par volume. Il ne conduit pas bien l'énergie thermique, il est presque totalement opaque au rayonnement infrarouge (IR) et il empêche la convection thermique en entravant le flux d'air. En raison de ces propriétés, certains ingénieurs et scientifiques pensent que l'aérogel finira par s'imposer dans la fabrication de bâtiments à haut rendement énergétique destinés à être utilisés dans des régions où les températures extrêmes sont fréquentes. Les deux types d'aérogel les plus courants sont dérivés du silicium et du carbone. Les aérogels sont créés en remplaçant le contenu liquide du gel par de l'air ou un gaz quelconque. Le traitement thermique permet de stabiliser la structure et d'éviter le rétrécissement. L'aérogel de silice est un bon isolant électrique ainsi qu'un isolant thermique. L'aérogel de carbone présente une faible densité similaire ainsi qu'une excellente stabilité thermique. Certaines formes d'aérogel de carbone sont de bons conducteurs d'électricité. L'aérogel de carbone est disponible sous forme de solide, de poudre ou de papier composite. L'aérogel a été utilisé comme matériau isolant dans le Mars Rover. Les aérogels pourraient également être utilisés dans d'autres applications, telles que : des coussins isolants pour protéger les utilisateurs de la chaleur des ordinateurs portables des fenêtres thermo-isolantes des micropuces et d'autres composants qui nécessitent des matériaux isolants à faible constante diélectrique s des pigments pour l'encre d'imprimerie un composant du dentifrice l'interception et la détection de particules subatomiques ou cosmiques à grande vitesse un agent pour éliminer les métaux toxiques de l'eau un blindage pare-balles pour remplacer le papier dans les cônes de haut-parleurs des revêtements antireflets des fibres légères et des composites des électrodes de carbone pour super condensateurs .