气凝胶（Aerogel），也称作空气胶，是世界上密度仅次于
Samuel Stephens Kistler在1931年发明气凝胶。而这一切是因为他与Charles Learned之间的赌注，竞争看谁有办法将凝胶里的液体成分用气体取代却不使发泡的间壁收缩崩塌。最后Kistler办到了。
此物质极轻。其密度大约为3mg/cm3仅仅为空气的三倍重。(由Larry Hrubesh领导的LLNL实验室首先制备出世界上密度最小的CO2气凝胶)。浙江大学的科学家们最近（2013年3月）研制出了一种超轻材料，这种被称为“全碳气凝胶”（或称为“碳海绵”）的固态材料密度仅每立方厘米0.16毫克，是迄今为止世界上最轻的材料。
尽管气凝胶里有个胶字，但它其实是坚硬而干燥的物质，就其物理性质与胶体一点也不类似。被称为胶是由于它的制造过程提取于凝胶。提起指尖轻轻在凝胶表面按压一下并不会留下痕迹；如果以加重的力道按压会造成永久的凹陷；而加上足够的力量会让它如玻璃般破碎散落成块。这个便是我们所知道的易脆性。
虽然它具有破碎的倾向，但是以结构来说它仍是非常坚固的。它优秀的负载能力是源于其分子的组成：大约尺寸为2到5纳米的球形聚合粒子互相结合成一个个小单元，进而组合成树突状的微观立体结构。这些小单元会形成分形链状的三维结构，其间充塞著大量的孔洞，每个孔洞尺寸不大于100纳米。而这些孔洞的聚集密度以及个别的平均大小能够经由制造过程加以控制。
气凝胶是优良的热绝缘体，他们几乎能阻绝由三种传热方式（热传导、热对流、热辐射）带来的热量转移。凝胶中空气的成分比例至少占99.
一寸厚的气凝胶相当于20至30块普通玻璃的隔热功能。
隔热实验：
因为吸湿的自然性质，凝胶摸起来乾乾的，并表现出强大的吸水能力。为此长时间拿着凝胶的人要穿着手套，以预防皮肤表面出现干燥脆化的现象。
因为瑞利散射的影响，凝胶里的微小树突结构会过滤可见光光谱中波长较短小的部份。而这就产生了它轻柔的颜色：在较暗的环境散发柔柔的蓝光，在明亮的环境散发微微的黄光。
气凝胶本身的性质是具亲水性的，但是借由化学制程可将它改变为具疏水性。凝胶在逐渐吸收水汽的过程中会经历分子结构的变动，如同尺寸缩水，甚至完全被毁坏。借由改变凝胶对于水汽的接受度才能改善毁坏的现象。即使有裂缝穿过胶体表面，那些内部被化学制程强化过的样品对水汽的抵抗作用也会好过于那些只仅仅强化分子表层的样品。而疏水性制程能促进胶体加工过程的便利性，因为这样就便于使用水刀切割了。
气凝胶的安全性取决于其制造的物质成分。若其组成成分中含有致癌物质或毒素，那胶体也会因此具有致癌性以及毒性。目前以硅为基本材质的气凝胶还未发现具有致癌或含毒的性质。不过硅气凝胶会刺激人的眼睛、皮肤、呼吸道和消化系统，并且一旦接触会造成皮肤黏膜的干涩。因此建议当持着硅凝胶时最好配备着护目镜以及手套以避免受到伤害。
随着加入到这个领域的研究人员的增加，气凝胶科学技术有了快速发展。20世纪80年代初期，粒子物理学家认识到SiO2气凝胶将是气凝胶切连科夫计数器（Aerogel Cherenkov Counter）粒子鉴别器（见 下载为PDF文件