El circonio es un metal altamente resistente a la corrosión y de alto punto de fusión que, por su sección eficaz de absorción de neutrones extremadamente baja, se ha convertido en un material clave para la industria nuclear. Su uso más importante es el revestimiento del combustible de reactores nucleares: las aleaciones de circonio (como el Zircaloy) recubren las pastillas de combustible de dióxido de uranio, reteniendo la integridad estructural durante largo tiempo en agua a alta temperatura y alta presión mientras absorben casi ningún neutrón, de modo que la reacción en cadena procede eficientemente; por esta razón, los conjuntos combustible de las centrales nucleares son casi universalmente de aleaciones de circonio. En cerámica y refractarios, la zirconia (ZrO2) es dura y tenaz, y las cerámicas de zirconia se usan para coronas dentales, herramientas de corte, cajas de reloj y componentes estructurales de precisión. En refractarios, los ladrillos de circon y las mezclas de pisado de circon revisten las zonas críticas de los hornos de vidrio y de fusión de acero, resistiendo la erosión a alta temperatura y el ataque de escoria. El circonio se usa también en equipos químicos resistentes a la corrosión, blindaje antibala, bujías y materiales especiales de soldadura, mostrando su inercia química de forma soberbia en ácidos y álcalis fuertes.
El ZrSiO4, es decir la arena de circon, es el principal mineral del que se extraen el circonio y el hafnio; como tal se usa él mismo en grandes cantidades como árido refractario y opacificante cerámico en vidrio, hornos y baldosas de pared y suelo. La zirconia (ZrO2), tras estabilización con itrio, se fabrica en cerámicas de zirconia usadas en piezas estructurales, restauraciones dentales y electrolitos de pilas de combustible de óxido sólido, y es también la principal materia prima de las piedras preciosas sintéticas. El tetrachloruro de circonio (ZrCl4) es el intermedio clave para fabricar circonio metálico y productos químicos de circonio; en la producción de esponja de circonio de grado nuclear se obtiene clorando arena de circon y luego se reduce con magnesio a esponja de circonio. Cabe señalar que el hafnio, que acompaña a la arena de circon, es químicamente similar al circonio pero absorbe fuertemente neutrones; el circonio de grado nuclear debe tener el hafnio profundamente eliminado, el paso más crítico del procesado del circonio.
