自然界的氧化鋯(ZrO2)礦物原料，主要有斜鋯石和鋯英石。鋯英石系火成巖深層礦物，顏色有淡黃、棕黃、黃綠等，比重4.6-4.7，硬度7.5，具有強烈的金屬光澤。純的氧化鋯是一種高級耐火原料，其熔融溫度約為2900℃。
純凈的氧化鋯是白色固體，含有雜質時會顯現灰色或淡黃色，添加顯色劑還可顯示各種其它顏色。純氧化鋯的分子量為123.22，理論密度是5.89g/cm3，熔點為2715℃。氧化鋯有三種晶體形態：單斜、四方、立方晶相。常溫下氧化鋯只以單斜相出現，加熱到1100℃左右轉變為四方相，加熱到更高溫度會轉化為立方相。由于在單斜相向四方相轉變的時候會產生較大的體積變化，冷卻的時候又會向相反的方向發生較大的體積變化，容易造成產品的開裂，限制了純氧化鋯在高溫領域的應用。但是添加穩定劑以后，四方相可以在常溫下穩定，因此在加熱以后不會發生體積的突變，大大拓展了氧化鋯的應用范圍。
由于氧化鋯材料具有高硬度，高強度，高韌性，很高的耐磨性及耐化學腐蝕性等等優良的物化性能，氧化鋯已經在陶瓷、耐火材料、機械、電子、光學、航空航天、生物、化學等等各種領域獲得廣泛的應用。
1989年能斯特（Nernst）發現穩定氧化鋯在高溫下呈現的離子導電現象。從此氧化鋯成為研究和開發應用普遍的一種固體電解質，它已在高溫技術，特別是高溫測試技術上得到廣泛應用。由于氧探頭與現有測氧儀表(如磁氧分析器、電化學式氧量計、氣象色譜儀等)相比，具有結構簡單，響應時間短(0.1s～0.2s)，測量范圍寬(從ppm到百分含量)，使用溫度高(600℃～1200℃)，運行可靠，安裝方便，維護量小等優點，因此在冶金、化工、電力、陶瓷、汽車、環保等工業部門得到廣泛的應用。
