二氧化锆（化学式：ZrO₂）是一种 白色无臭无味的晶体，是锆的主要氧化物。在通常状况下，它难溶于水、盐酸和稀硫酸，但一般常含有少量的二氧化铪。二氧化锆具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，因此它被广泛用于制造耐高温材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂，同时也是人工钻的主要原料。此外，二氧化锆的能带间隙大约为5-7eV，使其在电子领域也有重要应用。
在自然界中，二氧化锆主要以斜锆石和锆英石两种矿物形式存在。其中，斜锆石是含有少量α射线的矿物，其穿透深度很小，仅60微米。二氧化锆的密度和强度都很高，其强度比EMPRESS二代高1.5倍，比INCERAM氧化铝高60%以上，并且具有独特的抗破裂性及破裂后强韧的固化性能。这使得二氧化锆在口腔医学中非常适用，例如用于制作烤瓷桥，解决了全瓷系统无法制作长桥的问题。二氧化锆全瓷修复体能够提供自然牙齿颜色和不明显的牙冠边缘，受到美观要求高的患者的青睐。此外，由于二氧化锆对X线无任何阻挡，安装二氧化锆烤瓷牙后，无需在后续的头颅X线、CT、核磁共振检查时拆除假牙，为患者带来便利。
二氧化锆不仅在材料科学中有广泛应用，还因其良好的生物相容性，优于各种金属合金，包括黄金，在口腔医学中得到了广泛应用。它对牙龈无刺激、无过敏反应，适合应用于口腔，避免了金属在口腔内产生的过敏、刺激、腐蚀等不良反应。二氧化锆材料与其他全瓷修复材料相比，其强度上的优势使医生不用过多磨除患者的真牙就能达到极高的强度。例如，Vita全瓷加钇加稳氧化锆号称“陶瓷钢铁”。
在建筑陶瓷釉料中，二氧化锆也常被用作釉用原料，其熔融温度约为2900℃，能提高釉的高温粘度和扩大粘度变化的温度范围，具有良好的热稳定性。当含量为2%-3%时，二氧化锆能提高釉的抗龟裂性能，并且因其化学惰性大，能提高釉的化学稳定性和耐酸碱能力，还能起到乳浊剂的作用。
纳米二氧化锆是二氧化锆的一种形式，为无毒无味白色粉末，因烧结温度及添加氧化钇等稳定物含量的不同可分为单斜相、四方相和立方相三种。它溶于硫酸和氢氟酸，具有良好的热化学稳定性、高温导电性和较高的强度和韧性，机械、热学、电学、光学性质良好，粒径小、稳定性强，耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温。纳米二氧化锆在多个领域都有重要应用，如作为陶瓷、光学材料、催化剂和传感器等。