Nguyên lý cách âm của vật liệu cách âm và cách nhiệt chủ yếu dựa vào cấu trúc xốp hoặc dạng sợi bên trong vật liệu. Khi sóng âm đi vào vật liệu, một phần năng lượng âm thanh sẽ được hấp thụ và chuyển thành năng lượng nhiệt thông qua ma sát và rung động không khí, từ đó làm giảm cường độ truyền âm trong không gian. Quá trình hấp thụ âm thanh này có hiệu quả làm giảm tiếng vang và nhiễu tiếng ồn trong môi trường trong nhà.
Về mặt cách nhiệt, các lỗ hoặc sợi bên trong vật liệu tạo thành lớp cách nhiệt, cản trở luồng không khí và dẫn nhiệt. Nhiệt khó truyền trực tiếp qua vật liệu trong cấu trúc này, do đó duy trì nhiệt độ trong nhà ổn định và giảm thất thoát nhiệt vào mùa đông và tăng nhiệt vào mùa hè. Thiết kế lớp tổng hợp của vật liệu có thể cải thiện hơn nữa hiệu quả cách nhiệt, cho phép các tòa nhà đạt được mục tiêu bảo tồn năng lượng.
Vật liệu cách âm và cách nhiệt sử dụng cấu trúc hỗn hợp, xếp chồng các lớp có mật độ và độ dày khác nhau để cân bằng hiệu quả hấp thụ âm thanh và cách nhiệt. Lớp mật độ-cao chủ yếu được sử dụng để phản xạ và chặn tiếng ồn, trong khi lớp xốp mật độ-thấp chịu trách nhiệm hấp thụ năng lượng sóng âm và cấu trúc tổng thể tạo thành khả năng chịu nhiệt tốt, do đó đạt được chức năng kép là cách âm và cách nhiệt.