Температура на місці пожежі для пожежно-рятувальних операцій зазвичай становить 600 градусів -1000 градусів, а радіаційне тепло становить 115 кВт/(м²·с)-200 кВт/(м²·с), тому пожежний костюм потребує мати хороші теплоізоляційні характеристики, щоб мінімізувати пошкодження тепла для користувача протягом певного періоду часу. Коли протипожежний костюм знаходиться між джерелом тепла та захищеним вогнеборцем, тепло буде передаватися всередину пожежного костюма через комбінований ефект теплопровідності, конвекції та випромінювання. Завдяки ефекту відбиття поверхні тканини та ефекту поглинання тканини вона має певні теплоізоляційні характеристики.
Теплопровідність волокон тканини значно перевищує теплопровідність повітря, тому при передачі тепла ззовні всередину протипожежного костюма спостерігається деяке відставання в порівнянні з прямою передачею на ту ж відстань і час у повітря. Кількість шарів тканини протипожежного костюма, властивості тканини, форма тіла та статус носіння впливають на товщину повітряного прошарку. Менша товщина повітряного прошарку під одягом має занадто низький опір тепловій енергії, через що легко викликати опіки шкіри другого ступеня; але надмірно велика товщина повітряного шару створить ефект теплової конвекції та сприятиме теплопередачі.
Теплоізоляційні характеристики протипожежних костюмів тісно пов’язані з теплопровідністю волокнистої сировини, конструкцією пожежних костюмів, структурою тканини та підкладки. При виборі волокон протипожежних костюмів вибираються текстильні волокна з поганою теплопровідністю, щоб ускладнити передачу тепла від зовнішніх джерел тепла на шкіру людини, тим самим покращуючи теплоізоляцію протипожежних костюмів. У структурній конструкції протипожежних костюмів отвори та шви з витоком зведені до мінімуму, наскільки це можливо, а тканини протипожежних костюмів вибираються з відповідною герметичністю, щоб зменшити прямі канали для передачі тепла з навколишнього середовища всередину, таким чином досягаючи мети оптимізації теплоізоляційні характеристики протипожежних костюмів; чим ближча товщина повітряного шару до розумного значення, тим більший опір теплопередачі та кращі показники теплоізоляції.