硅酸铝棉内部并非实心，而是由无数纤维交织成三维网络，其间充斥着大量静止空气。静止空气本身是佳的热绝缘体，导热系数仅约0.026 W/(m·K)。当气孔率提高时，空气占比增大，固体纤维的连续传热路径被更多打断，整体导热系数随之下降。但气孔率并非越高越好——气孔过大或连通会引发对流传热甚至辐射传热增强，尤其在高温下辐射贡献显著上升。因此，优质硅酸铝棉通常将气孔率控制在90%以上，同时保持气孔细小且封闭，以兼顾隔热与结构强度。
纤维直径直接影响固相传热和辐射散射。纤维越细，单位体积内纤维根数越多，热流沿纤维轴向传导的“高速公路”被切割得越碎，接触热阻增大，导热系数降低。同时，细纤维对热辐射具有更强的散射能力，能有效抑制高温下的辐射传热。普通硅酸铝棉纤维直径多在3–5微米，而超细棉可降至2微米以下，保温性能明显提升。不过，纤维过细会带来生产难度和粉尘问题，实际应用中需在性能与工艺间取得平衡。
导热系数并非固定值，它随温度升高而增大，尤其在800℃以上，辐射传热占比急剧上升。为此，工程上常通过添加遮光剂（如氧化锆、碳化硅）或采用高纯度原料来增强辐射散射；同时优化纤维直径分布与气孔结构，使材料在目标温度区间内保持低导热。例如，在石化裂解炉衬里中，采用低导热硅酸铝纤维模块可将炉壁外表面温度降低数十摄氏度，显著减少散热损失。
硅酸铝高温棉的保温性能，本质上是气孔率与纤维直径等微观结构参数对导热、对流和辐射三种传热机制的协同调控结果。高气孔率切断固相路径，细纤维增强辐射散射，二者共同将导热系数压低至理想区间。理解这些结构—性能关系，不仅有助于选材，也为开发更高效的高温隔热材料指明了方向。
