二氧化鋯（ZrO2）可由鋯精礦（或工業氧化鋯）經過化學處理制得。

二氧化鋯具有兩種變體，在1000℃以下是單斜晶系ZrO2（比重是5.68），在1000℃時生成較致密的四方晶系的ZrO2（比重是6.10）。

單斜二氧化鋯與四方二氧化鋯之間的轉變是可逆的快速轉變，在冷卻過程中該轉化學伴生7%的體積膨脹，易使二氧化鋯耐火制品開裂。為防止這種轉變作用，必須加入穩定劑使二氧化鋯穩定下來。

向氧化鋯中加入某些與二氧化鋯結構接近的（晶系相同，離子半徑相近）氧化物。如CaO、MgO、Y2O3、Nb2O3、CeO2等可以穩定二氧化鋯的作用，能和ZrO2形成立方晶系固溶體而使二氧化鋯穩定下來。通常認為，加入CaO和MgO作為穩定劑較好，而以CaO最有效，MgO次之。CaO的加入量通常為3%~8%或更多些，將混合物煅燒至1700℃，可使ZrO2穩定下來。

ZrO2-CaO系立方固溶體，雖較為穩定，但在長時間加熱時亦會發生部分分解，而使ZrO2失去穩定作用。ZrO2-Y2O3固溶體與其他ZrO2固溶體相比，最主要優點是在1100~1400℃長期加熱不發生分解，但這類氧化物稀缺，價格昂貴，只能局限于某些特殊要求的地方使用。為此，人們研究了多種復合穩定劑，如ZrO2-MgO和ZrO2-CaO固溶體中加入1%~2%Y2O3即可顯著提高其抗熱震性。加入3%~5%Y2O3可以使固溶體完全不分解，而且具有很高的機械強度和較低的線膨脹系數。

原料中的雜質含量對ZrO2的穩定劑按一定懂得配比，在橡膠襯里和金屬鋯球（或穩定燒結ZrO2制成的球）的球磨機中共同濕粉碎到小于2um。然后經分離、干燥、打粉制成團塊，并在1700℃下預燒，使之穩定下來。再將穩定的團塊破碎，根據二氧化鋯耐火制品要求的性質濕粉碎到要求的細度。用注漿法成型時，需將球磨料用鹽酸處理后，加蒸餾水清洗。清洗時加入0.3%（濃度為10%）的阿拉伯樹膠，作為顆粒清洗的沉降劑，清洗至pH值=6~7，經烘干（水分小于0.15%時），即可配漿澆注。也可用酸性泥漿澆注成型，其pH值=2，含水量為28%~30%，小于5um的顆粒在90%為適宜。如用壓制法成型時，需在制備好的一定顆粒和粉料的配料中加入粘結劑（磷酸、硼酸、糊精、或Zr（OH）2等）制成坯料。成型后的磚坯經干燥后在1700~2000℃下燒成。

在氧化物耐火制品系統中，ZrO2具有許多優良特性，如熔點高（2700℃），高溫結構強度大，化學穩定性良好，高溫蒸汽壓和分解壓均較低，熱導率小，因而可以滿足高溫、高真空冶煉的許多純金屬和合金所需的技術要求。

ZrO2坩堝的最高使用溫度可達2500℃，能成功地熔煉鉑、鈀、釕、銫等鉑族貴金屬及其合金，亦可用來熔煉鉀、鈉、石英玻璃以及氧化物和鹽類等。ZrO2耐火制品可用作高溫爐襯。在鑄鋼工業中，由于它不被鋼水所浸潤，在連續鑄鋼過程中已成功地用作鑄口磚。二氧化鋯熱電偶保護管可用來測定鋼水溫度和熔融金屬鉻的溫度，由于二氧化鋯加入穩定劑后因金屬離子間的價鍵不同，使固溶體形成空位，提高了高溫離子的導電性，因此可作為高溫爐（＞2000℃）的發熱元件。另外，二氧化鋯材料還可用作原子反應堆的反射材料。因此，它在冶金、熱工及其他工業的高溫技術發展領域中不容忽視的重要材料。