โลหะผสมเซอร์โคเนียมเป็นโลหะผสมสีที่เกิดจากการเพิ่มเซอร์โคเนียมเป็นเมทริกซ์ในองค์ประกอบอื่นๆ ส่วนผสมหลักได้แก่ ดีบุก พลวง เหล็ก และอื่นๆ โลหะผสมเซอร์โคเนียมมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี สมบัติเชิงกลปานกลาง ส่วนตัดขวางของการดูดซึมนิวตรอนความร้อนอะตอมต่ำในอุณหภูมิสูงและน้ำแรงดันสูงและไอน้ำที่ 300-400 °C เข้ากันได้ดีกับเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ และส่วนใหญ่จะใช้เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ . วัสดุโครงสร้างหลัก นอกจากนี้ เซอร์โคเนียมยังมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมต่อกรด เบส และเกลือต่างๆ และมีความสัมพันธ์ที่ดีกับก๊าซ เช่น ออกซิเจนและไนโตรเจน ดังนั้นโลหะผสมเซอร์โคเนียมยังใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่ทนต่อการกัดกร่อนและชิ้นส่วนเครื่องจักรกลทางเภสัชกรรมในอุตสาหกรรมสูญญากาศไฟฟ้าและหลอดไฟ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะตัวรับที่ไม่สามารถระเหยได้
โลหะผสมเซอร์โคเนียมที่ผลิตในระดับอุตสาหกรรมเป็นระบบที่ใช้เซอร์โคเนียม-ดีบุกและเซอร์โคเนียม เกรดโลหะผสมเดิมคือ Zr-2 และ Zr-4 และเกรดหลังโดยทั่วไปคือ Zr-2.5Nb ในโลหะผสมสังกะสี-ดีบุก โลหะผสมของดีบุก เหล็ก โครเมียม และนิกเกิล ช่วยเพิ่มความแข็งแรง ความต้านทานการกัดกร่อน และการนำความร้อนของฟิล์มที่ทนต่อการกัดกร่อน และลดความไวของสถานะพื้นผิวต่อการกัดกร่อน โดยปกติโลหะผสม Zr-2 จะใช้สำหรับเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือด และโลหะผสม Zr-4 ใช้สำหรับเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดัน ในโลหะผสมเซอร์โคเนียม-แลนทานัม เมื่อปริมาณไนโอเบียมที่เติมถึงขีดจำกัดของสารละลายที่เป็นของแข็งของโครงสร้างผลึกของเซอร์โคเนียมที่อุณหภูมิการใช้งาน ความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมจะดีที่สุด โลหะผสมเซอร์โคเนียมมีการเปลี่ยนแปลงแบบโฮโมมอร์ฟิค โครงสร้างผลึกที่อุณหภูมิสูงเป็นลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง และรูปหกเหลี่ยมที่อัดแน่นหนาแน่นที่อุณหภูมิต่ำ โลหะผสมเซอร์โคเนียมมีความเป็นพลาสติกที่ดีและสามารถทำเป็นท่อ แผ่น แท่งและสายไฟได้ด้วยการแปรรูปพลาสติก ความสามารถในการเชื่อมยังดีและสามารถใช้สำหรับการเชื่อม