纳米氧化铝硬度高、尺寸稳定性好，导热系数高，可广泛应用于各种塑料、橡胶、油墨、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，各种橡胶导热，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能。由于纳米氧化铝也是性能优异的远红外发射材料，作为远红外发射和保温材料被应用于化纤产品和高压钠灯中。此外，纳米氧化铝电阻率高，具有良好的绝缘性能，可应用于YGA激光晶的主要配件和集成电路基板中。

在相同填充量下,纳米氧化铝填充的导热橡胶比微米氧化铝填充的导热橡胶具有更好的导热性能及物理机械性能;在合适的比例下,纳米氧化铝与微米氧化铝混合填充的导热橡胶其导热效果优于单纯使用微米粒子填充的橡胶.