氣凝膠在航天軍工領域的應用是最早最成熟的，氣凝膠保溫材料因為導熱系數低，絕熱性能優良以及質量輕和抗壓能力強的特點早已在航空航工得到應用，目前主要用于飛機艙室艙壁和重要儀器的隔熱防護，如，美國MKV-22“魚鷹”可傾旋翼機艙壁隔熱系統和紅外系統的防護均使用到了氣凝膠。又如，英國“美洲豹”戰斗機改型的駕駛艙機艙隔熱壁中即使用了氣凝膠材料。

　　美國NASA已經用氣凝膠制備了宇航員飛行隔熱內里，該夾層厚度約為18mm，能夠幫助宇航員忍受1400℃高溫～-130℃超低溫，并經過了多次天地往返的考驗。
　　氣凝膠也被用于“火星探路者”、“火星漫步者”火星車，用于保護火星車中關鍵的電器元件和線路忍受-100℃的低溫。氣凝膠還被廣泛用于飛船、衛星、探測器等的電路等部分的隔熱保護中。此外，美國通過氣凝膠填塞的回收手套實現了彗星塵的收集。

　　在中國，氣凝膠已被應用在嫦娥飛船、衛星、火箭、導彈、戰機、軍車的重要零部件的隔熱保溫，特別是航天軍工駕駛室或指揮室需要隔熱、隔音、降噪。目前蘇州熱象納米科技正在與中國航天五院一起開展氣凝膠在航空軍工領域的應用與研究。