气凝胶在航天军工领域的应用是最早最成熟的，气凝胶保温材料因为导热系数低，绝热性能优良以及质量轻和抗压能力强的特点早已在航空航工得到应用，目前主要用于飞机舱室舱壁和重要仪器的隔热防护，如，美国MKV-22“鱼鹰”可倾旋翼机舱壁隔热系统和红外系统的防护均使用到了气凝胶。又如，英国“美洲豹”战斗机改型的驾驶舱机舱隔热壁中即使用了气凝胶材料。

　　美国NASA已经用气凝胶制备了宇航员飞行隔热内里，该夹层厚度约为18mm，能够帮助宇航员忍受1400℃高温～-130℃超低温，并经过了多次天地往返的考验。
　　气凝胶也被用于“火星探路者”、“火星漫步者”火星车，用于保护火星车中关键的电器元件和线路忍受-100℃的低温。气凝胶还被广泛用于飞船、卫星、探测器等的电路等部分的隔热保护中。此外，美国通过气凝胶填塞的回收手套实现了彗星尘的收集。

　　在中国，气凝胶已被应用在嫦娥飞船、卫星、火箭、导弹、战机、军车的重要零部件的隔热保温，特别是航天军工驾驶室或指挥室需要隔热、隔音、降噪。目前苏州热象纳米科技正在与中国航天五院一起开展气凝胶在航空军工领域的应用与研究。