La zircònia s'utilitza en una àmplia gamma d'aplicacions i mercats, amb aplicacions específiques que inclouen piles de combustible sòlid, tractament de tubs d'escapament d'automòbils, materials dentals, eines de tall ceràmiques i insercions de fibra òptica ceràmica de zircònia. Amb el desenvolupament de la ceràmica de zircònia, hi ha hagut un canvi important en les seves àrees d'aplicació. Mentre que en el passat s'utilitzaven principalment en materials refractaris, ara s'han transformat en ceràmica estructural, bioceràmica i ceràmica funcional electrònica, i s'utilitzen cada cop més en camps d'alta tecnologia com les indústries aeroespacial, aeronàutica i nuclear.
1. Materials refractaris
L'òxid de zirconi és químicament estable i té una bona estabilitat tèrmica i resistència al xoc tèrmic, de manera que es pot utilitzar com a recobriment ceràmic resistent a la calor i com a productes refractaris d'alta temperatura. També es pot afegir a altres materials refractaris per millorar la refractarietat. Els materials refractaris fets de zircònia inclouen: brocs de dimensionament de zircònia, gresols de zircònia, fibres refractàries de zircònia, maons de corindó de zircònia i refractaris de boles buides de zircònia, que s'utilitzen en les indústries metal·lúrgica i dels silicats.
2. Ceràmica estructural
La ceràmica de zircònia té bones propietats mecàniques i s'utilitza àmpliament com a materials estructurals d'enginyeria. Els coixinets ceràmics de zircònia tenen una estabilitat de vida més alta que els coixinets lliscants i de rodament tradicionals, són més resistents al desgast i a la corrosió; la ceràmica de zircònia es pot convertir en camins de cilindres de motor, anells de pistó i altres peces, cosa que pot millorar l'eficiència tèrmica alhora que redueix la massa; les vàlvules ceràmiques de zircònia poden substituir eficaçment les vàlvules d'aliatge metàl·lic tradicionals, especialment en entorns de treball durs, reduint eficaçment el desgast i millorant la resistència a la corrosió, millorant així considerablement la vida útil; la ceràmica de zircònia es pot utilitzar per fabricar ganivets ceràmics, que són més afilats que els ganivets d'acer tradicionals i tenen un aspecte bonic, etc.
3. Ceràmica funcional
L'òxid de zirconi és conductor elèctric a altes temperatures, especialment després de l'addició d'estabilitzants. A més, s'han utilitzat àmpliament materials piezoelèctrics formats a partir dels components principals de la zircònia. Els sensors d'oxigen fets de zircònia són molt sensibles i s'han utilitzat en gran nombre per detectar el contingut d'oxigen de l'acer fos, per detectar la relació entre oxigen i gas en motors i per detectar el contingut d'oxigen dels gasos d'escapament industrials. Els materials ceràmics de zircònia també es poden convertir en sensors de temperatura, so, pressió i acceleració i altres sistemes de detecció automatitzats intel·ligents.
4. Biomaterials mèdics
Les aplicacions més comunes dels materials ceràmics de zircònia en el camp biomèdic són com a materials de restauració dental i eines quirúrgiques; en països com el Japó i els EUA, els materials de zircònia s'utilitzen per produir dents de porcellana amb bona transparència, biocompatibilitat i qualitat; i alguns investigadors ja han aconseguit utilitzar materials de zircònia per fabricar ossos artificials amb finalitats mèdiques.