زیرکونیا در طیف گسترده ای از کاربردها و بازارها، با کاربردهای خاص از جمله سلول های سوخت جامد، تصفیه اگزوز خودرو، مواد دندانپزشکی، ابزارهای برش سرامیکی و درج های فیبر نوری سرامیکی زیرکونیا استفاده می شود.با توسعه سرامیک های زیرکونیا، تغییر عمده ای در زمینه های کاربرد آنها ایجاد شده است.در حالی که در گذشته عمدتاً در مواد نسوز مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اکنون به سرامیک‌های ساختاری، سرامیک‌های زیستی و سرامیک‌های کاربردی الکترونیکی تبدیل شده‌اند و به طور فزاینده‌ای در زمینه‌های با فناوری بالا مانند هوافضا، هوانوردی و صنایع هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.
1. مواد نسوز
اکسید زیرکونیوم از نظر شیمیایی پایدار است و پایداری حرارتی و مقاومت در برابر شوک حرارتی خوبی دارد، بنابراین می توان از آن به عنوان پوشش سرامیکی مقاوم در برابر حرارت و محصولات نسوز با دمای بالا استفاده کرد.همچنین می توان آن را به سایر مواد نسوز اضافه کرد تا مقاومت نسوز را بهبود بخشد.مواد نسوز ساخته شده از زیرکونیا عبارتند از: دهانه های اندازه گیری زیرکونیا، بوته های زیرکونیا، الیاف نسوز زیرکونیا، آجرهای کوراندوم زیرکونیا و نسوزهای گوی توخالی زیرکونیا که در صنایع متالورژی و سیلیکات کاربرد دارند.
2. سرامیک سازه
سرامیک های زیرکونیا خواص مکانیکی خوبی دارند و به طور گسترده ای به عنوان مصالح ساختاری مهندسی استفاده می شوند.یاتاقان‌های سرامیکی زیرکونیا نسبت به یاتاقان‌های کشویی و غلتشی سنتی پایداری بیشتری دارند، در برابر سایش مقاوم‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگی هستند.سرامیک های زیرکونیا را می توان به آستر سیلندر موتور، رینگ های پیستون و سایر قطعات تبدیل کرد که می تواند با کاهش جرم، راندمان حرارتی را بهبود بخشد.دریچه های سرامیکی زیرکونیا می توانند به طور موثر جایگزین دریچه های آلیاژی فلزی سنتی شوند، به ویژه در محیط های کاری سخت، به طور موثری سایش را کاهش می دهند و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشند، بنابراین عمر را تا حد زیادی بهبود می بخشند.از سرامیک های زیرکونیا می توان برای ساخت چاقوهای سرامیکی استفاده کرد که تیزتر از چاقوهای استیل سنتی و ظاهری زیبا و ... هستند.
3. سرامیک های کاربردی
اکسید زیرکونیوم در دماهای بالا به ویژه پس از افزودن تثبیت کننده ها رسانای الکتریکی است.علاوه بر این، مواد پیزوالکتریک تشکیل شده از اجزای اصلی زیرکونیا به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند.سنسورهای اکسیژن ساخته شده از زیرکونیا بسیار حساس هستند و در تعداد زیادی برای تشخیص محتوای اکسیژن فولاد مذاب، برای تشخیص نسبت اکسیژن به گاز در موتورها و برای تشخیص محتوای اکسیژن گازهای خروجی صنعتی استفاده شده است.مواد سرامیکی زیرکونیا را می‌توان به حسگرهای دما، صدا، فشار و شتاب و دیگر سیستم‌های تشخیص خودکار هوشمند تبدیل کرد.
4. بیومواد پزشکی
رایج ترین کاربردهای مواد سرامیکی زیرکونیا در زمینه زیست پزشکی به عنوان مواد ترمیمی دندان و ابزار جراحی است.در کشورهایی مانند ژاپن و ایالات متحده، از مواد زیرکونیا برای تولید دندان های چینی با شفافیت، زیست سازگاری و کیفیت خوب استفاده می شود.و برخی از محققان در حال حاضر موفق به استفاده از مواد زیرکونیا برای ساختن استخوان های مصنوعی برای اهداف پزشکی شده اند.