Zirkonium upptäcktes av Martin Heinrich Klaproth, en tysk kemist, medan man analyserade sammansättningen av mineraljargongen (ZrSiO4) 1789. Zirkonium var isolerat av Jöns Jacob Berzelius, en svensk kemist, 1824 och slutligen beredd i ren form 1914. Att erhålla rent zirkonium är mycket svårt eftersom det är kemiskt lika hafnium, ett element som alltid finns blandat med avlagringar av zirkonium. Idag erhålls mest zirkonium från mineralerna zirkon (ZrSiO4) och baddeleyite (ZrO2) genom en process som kallas Kroll-processen.

Zirkonium är en korrosionsbeständig metall som används i högpresterande pumpar och ventiler. Eftersom det inte heller lätt absorberar neutroner används zirkonium i stor utsträckning i kärnreaktorer. Kärnkraftsindustrin använder nästan 90% av det zirkonium som produceras varje år, vilket måste vara nästan fritt från hafnium. Zirkonium används också som legeringsmedel i stål, för att tillverka vissa typer av kirurgisk utrustning och som en getter, ett material som kombinerar med och avlägsnar spårgaser från vakuumrör.

Zirkon (ZrSiO4) är ett zirkonium förening som kan ta många olika former, varav den mest populära är en klar, transparent ädelsten som kan skäras för att se ut som diamant och används ofta i smycken. Zirkoniumdioxid (ZrO2) tål mycket höga temperaturer och används för att göra deglar och för att bekläda väggarna i högtemperaturugnar. Zirkoniumkarbonat (3ZrO2 · CO2 · H2O) används i lotioner för att behandla giftig murgröna.