气凝胶由于自身强度低、脆性大、成型困难等缺点，通常需要进行力学增强改性才能获得实际的应用价值。气凝胶的力学增强改性可分为无机增强、聚合物增强和有机无机杂化增强。

无机增强

用正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷、莫来石纤维为原料，采用溶胶凝胶，超临界干燥和1200℃高温裂解工艺制备气凝胶隔热复合材料，得到的气凝胶复合材料加工成型性较好。以硅酸铝纤维和玻璃纤维为骨架材料，通过常压干燥制备了纤维复合Si0₂气凝胶材料。两种纤维复合Si0₂气凝胶材料耐高温，具有较高的防火性能和隔热性能，燃烧性能均达到A级。

聚合物增强

聚合物增强是将高聚物引入到气凝胶材料骨架或孔洞内，与Si0₂ 颗粒形成有机交联网络起到增强的作用，该方法能够显著提高气凝胶的整体性和力学性能，是一种理想的增强方法。气凝胶的性能主要由其内部孔结构决定，选择合适的聚合物种类和含量，可有效调控交联Si0₂气凝胶力学和成型性。将亲水性的PVA与超疏水Si0₂气凝胶结合制备出了隔热气凝胶复合材料，该材料利用界面特殊的相互作用很好的保持了气凝胶的微孔结构。将海藻酸引入到Si0₂颗粒表面，有效抑制了Si0₂气凝胶在干燥时因表面张力作用出现的坍塌现象，制备得到的复合气凝胶材料具有较高的表面积和孔隙率。具有可燃性的有机聚合物与Si0₂增强了气凝胶的骨架，大大提高了材料的韧性和成型性，但同时也降低了复合气凝胶的阻燃性能。

有机无机杂化增强

将有机材料与无机气凝胶形成支撑骨架，利用机械强度高的有机材料充当脆性气凝胶结构的载体，可以增强气凝胶的机械性能。通过形成包含硅胶骨架和纤维素纳米纤维网络的纳米级互穿网络来增强硅胶气凝胶，将木醋杆菌在固体琼脂上生长形成的细菌纤维素，通过凝胶和超临界干燥后形成了低密度、高比表面积、高孔隙率和低导热系数，并具有出色弯曲和拉伸性能的增强Si0₂气凝胶。在聚酰亚胺增强的Si0₂气凝胶结构中加入粘土材料，结果表明，粘土表面的羟基通过与凝胶网络的共价键和氢键相互作用能显著增强材料的模量，并略微减小了材料的比表面积。