זירקוניום דו חמצני, שהנוסחה הכימית שלו היא ZrO2, הוא התחמוצת העיקרית של זירקוניום. בתנאים רגילים, זהו גביש לבן, חסר ריח וחסר טעם, והוא כמעט ולא מסיס במים, חומצה הידרוכלורית וחומצה גופרתית מדוללת.
התכונות הכימיות אינן פעילות, ויש לו תכונות של נקודת התכה גבוהה, התנגדות גבוהה, מקדם שבירה גבוה ומקדם התפשטות תרמית נמוך, מה שהופך אותו לחומר חשוב עמיד בטמפרטורות גבוהות, חומר בידוד קרמי וקרם הגנה קרמי, וגם חומר הגלם העיקרי למקדחות מלאכותיות.
