Binaların ısıtılması ve soğutulması için tüketilen enerjinin artmasıyla birlikte ısıl performansı yüksek olan bina malzemelerine olan ihtiyaç günden güne artmaktadır. Bina malzemelerinin ısıl performansı ise direk olarak malzemelerin termofiziksel özellikleri ile değişim göstermektedir. Bu çalışmada, binalarda enerji verimliliğini sağlamak için, uygun mekanik özellikler korunarak yüksek ısı yalıtım özelliğine sahip olan yeni yapı malzemeleri elde etmek amacıyla deneysel ve teorik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, sabit su-çimento oranında, normal agrega yerine hacimce %10, %20, %30, %40 ve %50 oranlarında pomza, genleştirilmiş perlit ve lastik agregaları kullanılarak çeşitli beton numuneleri hazırlanmıştır. 102 adet beton numunesi farklı bileşimlerde ve değişik malzemeler kullanılarak üretilmiştir. Tüm numunelerin mekanik testleri yapılmış, ısıl iletkenlik özellikleri sıcak disk yöntemi ile ASTM ve EN standartlarına uygun olarak belirlenmiştir. Üretilen numunelerden deneysel olarak elde edilen ısıl iletkenlik özelliği geliştirilen yapay sinir ağı çıkışlarıyla karşılaştırılmış ve sonuçlar incelenmiştir. Geliştirilen yapay sinir ağında sadece mekanik özellikler giriş olarak kullanılmış ve malzemelerin ısıl iletkenlik ile ilişkisi araştırılmıştır. Yapay sinir ağı girişi olarak beton tipi, agrega oranı, yoğunluk, basma dayanımı, porozite ve ısıl iletkenlik olarak belirlenmiştir. Çıktılar karşılaştırıldığında, bulunan sonuçların birbirleriyle uyumlu olduğu ve hafif betonlara ait ısıl iletkenlik değeri %-1.09 ile %6,4 arasında bir hata ile tahmin edilmesinin kabul edilebilir olduğu görülmüştür.