Tous les matériaux résistent, dans une plus ou moins grande mesure, au passage de la chaleur à travers eux. Certains, comme les métaux ont une résistance très petite, d’autres comme les matériaux de construction (plâtre, briques, mortiers …) une résistance moyenne. Ces matériaux qui offrent au contraire une résistance élevée sont appelés matériaux isolants. L’isolant thermique est donc ce matériau caractérisé par sa haute résistance thermique, établissant une barrière au passage de chaleur entre deux milieux qui ont naturellement tendance à s’égaliser en température. Sa puissance réside dans sa faible densité en raison des cellules à air sec dans son intérieur. Si ces cellules entrent en contact avec de l’eau ou de l’humidité, elles perdent leur propriété isolante, car dans ce cas elles deviennent plus lourdes, plus denses et plus conductrices.

Le meilleur isolant thermique est le vide, mais en raison de sa grande difficulté à l’obtenir et à maintenir les conditions de vide, il est rarement utilisé. En pratique, on utilise de l’air qui, grâce à sa faible conductivité thermique et son faible coefficient d’absorption des rayonnements, constitue un élément très résistant à la chaleur. Cependant, le phénomène de convection qui prend naissance entre les chambres à air augmente considérablement sa capacité de transfert thermique. Pour cette raison, des matériaux poreux ou fibreux sont utilisés comme isolation thermique, capables d’immobiliser l’air sec et de le confiner à l’intérieur de plusieurs cellules ou écrans étanches. Bien que dans la plupart des cas, le gaz contenu soit de l’air commun, dans les isolateurs à cellules fermées (formés par des bulles qui ne communiquent pas entre elles, comme c’est le cas avec le polyuréthane projeté), le gaz utilisé comme agent moussant est celui qui est finalement enfermé. Il est également possible d’utiliser d’autres combinaisons de gaz différents, mais leur utilisation n’est pas très répandue.