隔热纤维材料主要由固体基质和气孔组成，且固体基质和气孔为连续相。传热的基本方式主要有热传导、热对流和热辐射。材料的隔热机理可用导热微观理论加以解释，有效热导率的数值一般介于构成隔热材料的固体相热导率和气体热导率之间，它取决于隔热材料的结构、气孔率和组成隔热材料固、气相材料本身的性质。
隔热纤维材料一般可对固相、气相和液相以及辐射传热共同起作用。湿度是影响隔热纤维材料热导率的一个很重要的因素，受外部条件影响很大。由于水的热导率约为空气的25倍，冰的热导率更大，所以隔热纤维材料吸水或吸湿后的热导率将会大幅度增加。液相传热的外在条件是地下水的存在、雨雾天气以及空气中的水分(即空气相对湿度)等，液相传热的内在因素是材料本身具有的吸湿性和纤维集合体的毛细管效应等。大多数的隔热纤维材料需要覆盖一层铝箔薄膜，用以减少或阻隔辐射热的传递。在高温状态下，无湿热传递现象，更高温度下，部分固相可直接升华为气相态。
容重、孔隙率和热导率为隔热纤维材料的基本参数。容重是指单位外形体积隔热纤维材料的质量，孔隙率是指整个隔热纤维材料外形体积中气孔所占的体积分数。根据Fourier传热定律对有效热导率进行控制设计是优化隔热纤维材料隔热性能的主要手段之一。对于纤维状隔热材料而言，分为与纤维方向平行的热导率和与纤维方向垂直的热导率，且前者要比后者大很多。在工程实际中，对于垂直型散热面或垂直型热流管道的隔热纤维材料的铺放，需要对纤维的铺设方向进行专门设计，由于热流的释放方向是垂直向上的(热湿气流方向)，因此，纤维在铺设时不仅要与散热面平行，同时还要与地面平行，使热流散失方向与纤维方向尽量垂直，使有效热导率降低。同理，对水平管道的纤维网包缠或纤维隔热预制件包覆，应保证有一定量的纤维与管道保持平行，以使热流散失方向与纤维方向成垂直状态。实际中多采用纤维毡的纤维方向杂乱，介于垂直和平行之间，可以取纤维平行排列热导率和垂直排列热导率的中间值，因此影响并不显著。
影响隔热纤维材料热导率的因素一是纤维形态特征，包括纤维的几何形态和气孔形状，具有微孔表面结构的纤维比表面光滑的纤维热导率要小，一般情况下，气孔平均直径愈小，其纤维隔热材料的热导率也愈小，此外，纤维越细，其纤维隔热材料的热导率也越小；二是气孔率，材料应维持较高且稳定的气孔率，即静态空气的含量要高并且稳定；三是材料的热导率，一般固相和气相热导率之比越小越好；四是容重，应选择较轻质、带有一定扭曲的纤维材料；另外，温湿度对热导率也有影响。