二氧化鋯 (ZrO_{2)，有時被稱為氧化鋯（不要與鋯石混淆），是一種白色結晶 鋯的氧化物。 其最自然存在的形式具有單斜晶體結構，是礦物斜鋯石。 摻雜劑穩定的立方結構氧化鋯，立方氧化鋯，以各種顏色合成，用作寶石和鉆石仿品。}

氧化鋯是通過煅燒鋯化合物生產的，利用其高熱穩定性。

已知三相：低于 1170 °C 的單斜晶相、介于 1170 °C 和 2370 °C 之間的四方晶相和高于 2370 °C 的立方晶相。 通常情況下，趨勢是在更高的溫度下具有更高的對稱性。 一小部分鈣或釔的氧化物穩定在立方相中。 非常稀有的礦物 tazheranite (Zr,Ti,Ca)O_{2 是立方體。 與 TiO2 在所有相中都具有六配位鈦不同，單斜氧化鋯由七配位鋯中心組成。 這種差異歸因于鋯原子相對于鈦原子的較大尺寸。}

氧化鋯不具有化學反應性。 被濃氫氟酸和硫酸緩慢侵蝕。 當與碳一起加熱時，它會轉化為碳化鋯。 當在氯存在下與碳一起加熱時，它會轉化為氯化鋯 (IV)。 這種轉化是鋯金屬提純的基礎，類似于克羅爾法。

二氧化鈦是研究最多的陶瓷材料之一。 ZrO_{2在室溫下采用單斜晶體結構，在較高溫度下轉變為四方和立方。 由四方晶系到單斜晶系再到立方晶系的結構轉變引起的體積變化會產生很大的應力，導致它在高溫冷卻時開裂。 當氧化鋯與一些其他氧化物混合時，四方相和/或立方相得到穩定。 有效的摻雜劑包括氧化鎂 (MgO)、氧化釔 (Y2O3, yttria)、氧化鈣 (CaO) 和 三氧化二鈰 (Ce2O3)。}

氧化鋯通常在其“穩定”狀態下更有用。 加熱后，氧化鋯會發生破壞性相變。 通過添加少量氧化釔，可以消除這些相變，并且所得材料具有優異的熱、機械和電氣性能。 在某些情況下，四方相可以是亞穩態的。 如果存在足夠數量的亞穩態四方相，則施加的應力會因裂紋尖端處的應力集中而放大，從而導致四方相轉變為單斜相，并伴有體積膨脹。 然后，這種相變可以將裂紋壓縮，延緩其增長，并提高斷裂韌性。 這種稱為轉變韌化的機制顯著延長了用穩定氧化鋯制成的產品的可靠性和使用壽命。

ZrO2 帶隙取決于相（立方、四方、單斜或無定形）和制備方法，典型估計值為 5-7 eV。

氧化鋯的一個特例是四方氧化鋯多晶或 TZP，它表明多晶氧化鋯僅由亞穩態四方相組成。

氧化鋯的主要用途是生產硬質陶瓷，例如牙科，其他用途包括作為二氧化鈦顏料顆粒的保護涂層、耐火材料、絕緣材料、磨料和搪瓷。

穩定的氧化鋯用于氧傳感器和燃料電池膜，因為它能夠讓氧離子在高溫下自由移動穿過晶體結構。 這種高離子電導率（和低電子電導率）使其成為最有用的電陶瓷之一。 二氧化鉛也用作電致變色器件中的固體電解質。

氧化鋯是電陶瓷鋯鈦酸鉛 (PZT) 的前體，它是一種高 κ 電介質，存在于無數組件中。

立方相氧化鋯的導熱性非常低，這也導致它在噴氣發動機和柴油發動機中用作熱障涂層或 TBC，以允許在更高的溫度下運行。 從熱力學上講，發動機的工作溫度越高，可能的效率就越高。 另一種低導熱性用途是用作晶體生長爐、燃料電池組和紅外加熱系統的陶瓷纖維絕緣材料。