Puhas tsirkooniumoksiid (stabiliseerimata) on toatemperatuuril monokliiniline, kuid selle struktuur muutub umbes 1000 kraadi C juures tetragonaalseks. Selle faasimuutusega toimub suur ruumalamuutus, mille tulemuseks on struktuursed praod, mille tulemuseks on väga madal soojusšokikindlus. Tsirkooniumoksiidi osaline stabiliseerumine toimub lisandite lisamisega, näiteks 3-4molprotsenti ütriumit, 2-3molprotsenti magneesiumoksiidoksiidi või 8molprotsenti kaltsiumi. See toob kaasa struktuurifaaside segunemise erinevatel temperatuuridel.
Kuubilise, monokliinse ja mõne tetragonaalse faasi segu temperatuuril kuni 1000 kraadi C ja tetragonaalsest faasist kõrgemal kui 1000 kraadi. Tänu tetragonaalsele faasile kõrgematel temperatuuridel on osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiidi tuntud ka kui tetragonaalset tsirkooniumoksiidi polükristalli (TZP). Üldiselt arvatakse, et osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiidi karmistumise põhjused on erinevates faasides esinevad mikropraod ja indutseeritud stress. Osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiidi kasutatakse tavaliselt siis, kui on vaja kõrget temperatuuri.
Madal soojusjuhtivus tagab väikese soojuskao ja kõrge sulamistemperatuur (2700 kraadi C) tähendab, et stabiliseeritud tsirkooniumoksiidi saab kasutada temperatuuridel üle 2200 kraadi C. Osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiidi kasutatakse laialdasemalt ka spetsiaalses ehitus-/tehnilises keraamikas . Täielikult stabiliseeritud tsirkooniumoksiid saadakse tavaliselt 8 mol% ütriumi, 16 mol% magneesiumi või 16 mol% kaltsiumisisaldusega lisanditega. Täielikult stabiliseeritud tsirkooniumoksiidi struktuur on kuubikujuline tahke lahus, millel puudub faasimuutus toatemperatuurist kuni 2500 kraadini C. Täielikult stabiliseeritud tsirkooniumoksiid on väga hea ioone juhtiv keraamika ja seda kasutatakse sellistes rakendustes nagu hapnikuandurid ja tahke oksiidkütus rakud.
