此物质很轻。其密度大约为3mg/cm3仅仅为空气的三倍重。首先制备出世界上密度很小的CO2气凝胶)，尽管气凝胶里有个“胶”字，但它其实是坚硬而干燥的物质，就其物理性质与胶体一点也不类似。被称为“胶”，是由于它的制造过程提取于凝胶。提起指尖，轻轻在凝胶表面按压一下，并不会留下痕迹；如果以加重的力道按压，会造成永远的凹陷；而加上足够的力量，会让它如玻璃般破碎散落成块。这个便是我们所知道的易脆性。
虽然它具有破碎的倾向，但是以结构来说，它仍是非常坚固的。它的负载能力，是源于其分子的组成：大约尺寸为2到5纳米的球形聚合粒子互相结合成一个个小单元，进而组合成树突状的微观立体结构。这些小单元会形成分形链状的三维结构，其间充塞著大量的孔洞，每个孔洞尺寸不大于100纳米。而这些孔洞的聚集密度以及个别的平均大小能够经由制造过程加以控制。
气凝胶是优良的热绝缘体，一寸厚的气凝胶，相当于20至30块普通玻璃的隔热功能。气凝胶几乎能阻绝由三种传热方式（热传导、热对流、热辐射）带来的热量转移。凝胶中空气的成分比例，至少占百分之99.8以上，而空气为热的不良导体，故它们是好的热传导隔绝材料(不过，金属凝胶，在作为绝缘体的用途时，就不是那么有效)。例如硅凝胶，由于硅也为热的不良导体，其隔绝性能又更加良好了。就热对流的方式而言，因为空气无法跨越凝胶表面行对流作用，他们也是好的热对流隔绝材料。
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