Zirkonium kan bruges som tilsætningsstof til deoxidation og afsvovling af højkvalitetsstål, og er også en komponent i panserstål, kanonstål, rustfrit stål og varmebestandigt stål.
Zirconium er et vigtigt legeringselement i magnesiumlegeringer, som kan forbedre magnesiumlegeringens trækstyrke og forarbejdningsevne. Zirconium er også et modificeringsmiddel til aluminium-magnesium-legeringer og kan forfine kornene.
Zirconiumdioxid og zircon er de mest værdifulde forbindelser blandt ildfaste materialer. Zirconiumdioxid er hovedmaterialet i ny keramik og kan ikke bruges som et varmemateriale, der er modstandsdygtigt over for højtemperaturoxidation. Zirconiumdioxid kan bruges som tilsætningsstof i syrefast emalje og glas og kan forbedre glasets elasticitet, kemiske stabilitet og varmebestandighed markant. Zirkon har stærke lysreflekterende egenskaber og god termisk stabilitet, og kan bruges som solcrememiddel i keramik og glas.
Zirconium kan absorbere en stor mængde ilt, brint, ammoniak og andre gasser, når det opvarmes, og er en ideel getter. For eksempel bruges zirconiumpulver som afgasningsmiddel i elektronrør, og zirconiumtråd og zirconiumplader bruges som gitterbeslag og anodebeslag.
Jernpulver blandet med zirconiumnitrat kan bruges som flashpulver. Zirconiummetal bruges næsten udelukkende som beklædning til uranbrændselselementer i atomreaktorer. Det bruges også til at lave fotografiske blitzlamper samt korrosionsbestandige beholdere og rør, især saltsyre og svovlsyre. Zirkoniumkemikalier kan bruges som tværbindingsmidler til polymerer.
