常压下纯的 氧化锆有三种晶型，低温为单斜晶系，密度5.68g/cm3， 高温为四方晶系，密度6.10g/cm3，更高温度下为立方晶系，密度6.27g/cm3，三种晶型相互间的转化关系如下：单斜ZrO2 → 四方ZrO2 → 立方ZrO2 → 熔体。纯氧化锆的单斜相从室温到1170℃是稳定的，超过这一温度转变为四方相，然后在2370℃转变为立方相，直到2680℃发生融化。

氧化锆自然界的氧化锆矿物原料，主要有斜锆石和锆英石, 纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现***或淡***，添加显色剂还可显示各种其它颜色。氧化锆(YSZ)单晶陶瓷材料因其高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温而被认为是具有广泛应用前景的新型陶瓷。它作为一种重要的快离子导体，在氧传感器、氧泵浦、固体氧化物燃料电池已得到广泛应用和研究。

氧化锆由于ZrO2单晶需掺入钇（Y）以稳定其结构， 一般实际使用的是YSZ单晶――加入钇稳定剂（含量约19%）的氧化锆单晶。它机械、化学稳定性好，价格较低因而得以广泛应用。氧化锆有三种晶体结构，低温时为单斜晶系，在1100℃以上形成四方晶型，在1900℃以上形成立方晶型。单晶氧化锆陶瓷的强度与韧性都是以它的晶体结构为基础的，因其特殊的晶体结构才可以制成适用于各种恶劣环境的陶瓷零件。