ジルコニアの主な用途は、歯科などの硬質セラミックスの製造であり、二酸化チタン顔料の粒子の保護コーティング、耐火材、断熱材、研磨剤、エナメルなどの他の用途がある。
安定化ジルコニアは、酸素イオンが高温で結晶構造を自由に移動できることから、酸素センサや燃料電池膜に使用されています。 この高いイオン伝導性（および低い電子伝導性）は、それを最も有用な電気セラミックの1つにする。 二酸化ジルコニウムは、エレクトロクロミックデバイスの固体電解質としても使用される。
ジルコニアは、無数の成分に見られる高K誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）の前駆体である。
ジルコニアの立方相の熱伝導率が非常に低いことから、ジェットエンジンやディーゼルエンジンの遮熱コーティング（TBC）としても使用され、より高い温度での運転を可能にしている。 熱力学的には、エンジンの運転温度が高いほど、可能な効率が大きくなります。 もう一つの低い熱伝導性の使用は水晶成長の炉、燃料電池の積み重ねの絶縁材および赤外線暖房装置のためのセラミックファイバの絶縁材である。
この材料は、クラウンやブリッジなどの歯科修復のためのサブフレームの製造においても歯科で使用されており、審美的な理由から従来の長石磁器でベニヤされているか、または完全にモノリシック-ジルコニアから構築された強力で非常に耐久性のある歯科補綴物であり、限られているが常に美学を改善している。 イットリア安定化ジルコニアとして知られているイットリア（酸化イットリウム）で安定化されたジルコニアは、いくつかの完全なセラミッククラウン修復の強力な基材として使用することができます。
陶磁器のナイフを作るのに変形によって強くされるジルコニアが使用されています。 硬度のために、陶磁器研がれた食事用器具類は鋼鉄研がれたプロダクトより鋭い長くとどまります。
白熱時の不融性と鮮やかな光度のため、脚光を浴びるための棒の成分として使用されました。
ジルコニアは、火星の大気から一酸化炭素と酸素を電気分解して、火星の表面輸送に使用する化学エネルギーの貯蔵として使用できる燃料と酸化剤の両方を提供することが提案されている。 一酸化炭素/酸素エンジンは、メタンや水素ベースの燃料の製造に必要な水素を得るために火星の水資源を使用することなく、ジルコニア電気分解によって一酸化炭素と酸素の両方を直接製造することができるため、初期の表面輸送用途に提案されている。
ジルコニアは、その高いバンドギャップ（-5eV）が高い高エネルギー電子と正孔の生成を可能にするので、光触媒として使用することができる。 いくつかの研究は、有機化合物を分解し、廃水からのCr（VI）を低減するために（可視光吸収を増加させるために）ドープされたジルコニアの活性を実証した。
ジルコニアはまた、トランジスタの絶縁体としての潜在的な用途を有する潜在的なhigh-k誘電体材料でもある。
光学コーティングの蒸着にもジルコニアが採用されています; それはこの分光地域の低い吸収による近紫外線から中間IRに使用可能な高索引材料である。 そのような用途では、それは典型的にはＰＶＤによって堆積される。
ジュエリー製造では、いくつかの時計ケースは”ブラックジルコニウム酸化物”として宣伝されています。 2015年にオメガは、セラミックケース、ベゼル、プッシャー、クラスプ付きの”The Dark Side of The Moon”という名前の完全なZro2時計をリリースし、ステンレス鋼よりも四倍硬く、日常使用中の傷にはるかに耐性があると宣伝しました。
ジルコニアの立方相の単結晶は、宝飾品のダイヤモンドの模擬として一般的に使用されています。 ダイヤモンドと同様に、立方晶ジルコニアは立方晶の結晶構造と高い屈折率を持っています。 ダイヤモンドからの良質の立方ジルコニアの宝石を視覚で検知することは困難であり、ほとんどの宝石商に低い熱伝導性によって立方ジルコニアを識別する熱伝導性のテスターがあります（ダイヤモンドは非常によい熱コンダクターです）。 ジルコニアのこの状態は、一般的に宝石商によって立方ジルコニア、CZ、またはジルコンと呼ばれていますが、姓は化学的に正確ではありません。 ジルコンは、実際には天然に存在する珪酸ジルコニウム（Zrsio4）の鉱物名です。