二氧化锆（ZrO2）可由锆精矿（或工业氧化锆）经过化学处理制得。

二氧化锆具有两种变体，在1000℃以下是单斜晶系ZrO2（比重是5.68），在1000℃时生成较致密的四方晶系的ZrO2（比重是6.10）。

单斜二氧化锆与四方二氧化锆之间的转变是可逆的快速转变，在冷却过程中该转化学伴生7%的体积膨胀，易使二氧化锆耐火制品开裂。为防止这种转变作用，必须加入稳定剂使二氧化锆稳定下来。

向氧化锆中加入某些与二氧化锆结构接近的（晶系相同，离子半径相近）氧化物。如CaO、MgO、Y2O3、Nb2O3、CeO2等可以稳定二氧化锆的作用，能和ZrO2形成立方晶系固溶体而使二氧化锆稳定下来。通常认为，加入CaO和MgO作为稳定剂较好，而以CaO最有效，MgO次之。CaO的加入量通常为3%~8%或更多些，将混合物煅烧至1700℃，可使ZrO2稳定下来。

ZrO2-CaO系立方固溶体，虽较为稳定，但在长时间加热时亦会发生部分分解，而使ZrO2失去稳定作用。ZrO2-Y2O3固溶体与其他ZrO2固溶体相比，最主要优点是在1100~1400℃长期加热不发生分解，但这类氧化物稀缺，价格昂贵，只能局限于某些特殊要求的地方使用。为此，人们研究了多种复合稳定剂，如ZrO2-MgO和ZrO2-CaO固溶体中加入1%~2%Y2O3即可显著提高其抗热震性。加入3%~5%Y2O3可以使固溶体完全不分解，而且具有很高的机械强度和较低的线膨胀系数。

原料中的杂质含量对ZrO2的稳定剂按一定懂得配比，在橡胶衬里和金属锆球（或稳定烧结ZrO2制成的球）的球磨机中共同湿粉碎到小于2um。然后经分离、干燥、打粉制成团块，并在1700℃下预烧，使之稳定下来。再将稳定的团块破碎，根据二氧化锆耐火制品要求的性质湿粉碎到要求的细度。用注浆法成型时，需将球磨料用盐酸处理后，加蒸馏水清洗。清洗时加入0.3%（浓度为10%）的阿拉伯树胶，作为颗粒清洗的沉降剂，清洗至pH值=6~7，经烘干（水分小于0.15%时），即可配浆浇注。也可用酸性泥浆浇注成型，其pH值=2，含水量为28%~30%，小于5um的颗粒在90%为适宜。如用压制法成型时，需在制备好的一定颗粒和粉料的配料中加入粘结剂（磷酸、硼酸、糊精、或Zr（OH）2等）制成坯料。成型后的砖坯经干燥后在1700~2000℃下烧成。

在氧化物耐火制品系统中，ZrO2具有许多优良特性，如熔点高（2700℃），高温结构强度大，化学稳定性良好，高温蒸汽压和分解压均较低，热导率小，因而可以满足高温、高真空冶炼的许多纯金属和合金所需的技术要求。

ZrO2坩埚的最高使用温度可达2500℃，能成功地熔炼铂、鈀、钌、铯等铂族贵金属及其合金，亦可用来熔炼钾、钠、石英玻璃以及氧化物和盐类等。ZrO2耐火制品可用作高温炉衬。在铸钢工业中，由于它不被钢水所浸润，在连续铸钢过程中已成功地用作铸口砖。二氧化锆热电偶保护管可用来测定钢水温度和熔融金属铬的温度，由于二氧化锆加入稳定剂后因金属离子间的价键不同，使固溶体形成空位，提高了高温离子的导电性，因此可作为高温炉（＞2000℃）的发热元件。另外，二氧化锆材料还可用作原子反应堆的反射材料。因此，它在冶金、热工及其他工业的高温技术发展领域中不容忽视的重要材料。