Η μόνωση κτιρίου αναφέρεται στην ικανότητα του κελύφους ενός κτιρίου (συμπεριλαμβανομένων των εξωτερικών τοίχων, των οροφών, των θυρών και των παραθύρων) να εμποδίζει τη μεταφορά θερμότητας από εσωτερικούς σε εξωτερικούς χώρους κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Οι κύριες μετρήσεις αξιολόγησης είναι ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας ή η τιμή θερμικής αντίστασης. Ο σχεδιασμός και τα υλικά του φακέλου πρέπει να εξισορροπούν τις διαφορές στις ιδιότητες θερμομόνωσης και θερμομόνωσης-για παράδειγμα, ορισμένα ελαφρά πορώδη υλικά υπερέχουν στη θερμομόνωση αλλά όχι στη θερμομόνωση. Περίπου το 30% της ενέργειας θέρμανσης του χειμώνα χάνεται μέσω των παραθύρων και των τοίχων, καθιστώντας τη βελτιωμένη μόνωση βασικό παράγοντα για την ενεργειακή απόδοση του κτιρίου.
Διεθνώς, η τεχνολογία εξωτερικής μόνωσης υιοθετείται ευρέως σε ενεργειακά-κτήρια. Η Κίνα μεταβαίνει από τα συστήματα εσωτερικής μόνωσης στα εξωτερικά. Τα συστήματα εξωτερικής μόνωσης συνδυάζουν μονωτικές πλάκες με στρώματα αέρα για να επιτύχουν διπλές λειτουργίες: εξάλειψη θερμικών γεφυρών και προστασία της κύριας κατασκευής. Αυτή η προσέγγιση είναι πλέον η κύρια τεχνολογία στην Ευρώπη. Τα κοινά μονωτικά υλικά εδάφους περιλαμβάνουν ελαφρόπετρο και σωματίδια αφρού πολυστυρενίου, ενώ η μόνωση στέγης συνιστάται με χρήση άκαμπτου αφρού πολυουρεθάνης ή σανίδων πολυστερίνης. Οι νέες θερμομονωτικές επικαλύψεις αερογέλης χρησιμοποιούν εξαρτήματα αερογέλης με βάση το πυρίτιο-, των οποίων η μικροπορώδης δομή μειώνει σημαντικά τη θερμική αγωγιμότητα, καθιστώντας τα ευρέως εφαρμόσιμα για μόνωση εξωτερικών τοίχων και στέγης.