Цирконијум се користи у широком спектру примена и тржишта, а специфичне примене укључују ћелије са чврстим горивом, третман издувних гасова аутомобила, стоматолошке материјале, керамичке алате за сечење и уметке од цирконијум керамике и оптичких влакана. Развојем цирконијумске керамике, дошло је до велике промене у њиховим областима примене. Док су се у прошлости углавном користили у ватросталним материјалима, сада су трансформисани у структурну керамику, биокерамику и електронску функционалну керамику, и све се више користе у областима високе технологије као што су ваздухопловна, авијацијска и нуклеарна индустрија.
1. Ватростални материјали
Цирконијум оксид је хемијски стабилан и има добру термичку стабилност и отпорност на термичке ударе, тако да се може користити као керамички премаз отпоран на топлоту и као ватростални производи отпорни на високе температуре. Такође се може додати другим ватросталним материјалима ради побољшања ватросталности. Ватростални материјали направљени од цирконијума укључују: цирконијумске калибровне изливе, цирконијумске лончиће, цирконијумска ватростална влакна, цирконијумске корундске цигле и цирконијумске шупље кугличасте ватросталне материјале, који се користе у металуршкој и силикатној индустрији.
2. Структурна керамика
Цирконијум керамика има добра механичка својства и широко се користи као инжењерски конструкциони материјал. Цирконијум керамички лежајеви имају већу стабилност века трајања од традиционалних клизних и котрљајућих лежајева, отпорнији су на хабање и корозију; цирконијум керамика се може користити за израду облога цилиндара мотора, клипних прстенова и других делова, што може побољшати термичку ефикасност уз смањење масе; цирконијум керамички вентили могу ефикасно заменити традиционалне вентиле од металних легура, посебно у тешким радним условима, ефикасно смањујући хабање и побољшавајући отпорност на корозију, чиме се значајно побољшава век трајања; цирконијум керамика се може користити за израду керамичких ножева, који су оштрији од традиционалних челичних ножева и имају леп изглед итд.
3. Функционална керамика
Цирконијум оксид је електрично проводљив на високим температурама, посебно након додавања стабилизатора. Поред тога, пиезоелектрични материјали формирани од главних компоненти цирконијума су широко коришћени. Сензори кисеоника направљени од цирконијума су веома осетљиви и коришћени су у великом броју за детекцију садржаја кисеоника у растопљеном челику, за детекцију односа кисеоника и гаса у моторима и за детекцију садржаја кисеоника у индустријским издувним гасовима. Керамички материјали од цирконијума могу се такође прерадити у сензоре температуре, звука, притиска и убрзања и друге интелигентне аутоматизоване системе за детекцију.
4. Медицински биоматеријали
Најчешће примене цирконијумских керамичких материјала у биомедицинској области су као стоматолошки рестауративни материјали и хируршки алати; у земљама попут Јапана и САД, цирконијумски материјали се користе за производњу порцеланских зуба са добром транспарентношћу, биокомпатибилношћу и квалитетом; а неки истраживачи су већ успели да користе цирконијумске материјале за израду вештачких костију у медицинске сврхе.