氧化锆存在三种稳定度同素异晶体：单斜相，立方相和四方相。低温时为单斜晶系，在1100℃以上形成四方晶型，在1900℃以上形成立方晶型。氧化锆(YSZ)晶体是目前发现的抗辐照能力非常强的绝缘体材料，在轻水堆中可用作“燃烧”多余钚的惰性基材以及储存核废物的基体而倍受关注。从光学应用的角度来讲，单晶YSZ因其折射率高、色散大、***性能稳定，常被用作高温光学元件，以及在光学设备中作为激光基质晶体。
常温下， 氧化锆只能是单斜相，当用锆盐煅烧，达到650℃时，出现稳定的四方相，继续升高时四方相逐步转变为单斜相，再继续升温至830℃时， 氧化锆又开始向四方相转变，至1170℃时，完全转变为四方相，温度升至2370℃时转变为立方相。单晶氧化锆（YSZ）它作为一种重要的快离子导体，在氧传感器、氧泵浦、固体氧化物燃料电池已得到广泛应用和研究。
常温下， 氧化锆只能是单斜相，当用锆盐煅烧，达到650℃时，出现稳定的四方相，继续升高时四方相逐步转变为单斜相，再继续升温至830℃时， 氧化锆又开始向四方相转变，至1170℃时，完全转变为四方相，温度升至2370℃时转变为立方相.氧化锆（ZrO2）由于ZrO2单晶需掺入钇（Y）以稳定其结构， 一般实际使用的是YSZ单晶――加入钇稳定剂（含量约19%）的氧化锆单晶。
单晶YSZ陶瓷材料因其高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温而被认为是具有广泛应用前景的新型陶瓷。它作为一种重要的快离子导体，在氧传感器、氧泵浦、固体氧化物燃料电池已得到广泛应用和研究。由于氧化锆材料具有高硬度，高强度，高韧性，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的***性能，氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。
