Se estudia el comportamiento de unión local y migración del defecto protónico en zirconia estabilizada con itria cúbica (YSZ) mediante cálculos de primeros principios y mediciones de espectroscopía de muón-spin (SR). Los cálculos se basan en la teoría del funcional de densidad (DFT) complementada con un enfoque de funcional híbrido, con el defecto protónico incrustado en superceldas cuasi-aleatorias con un contenido de itria del 10.3 mol%, donde los defectos sustitucionales de itrio y circonio son compensados por vacantes de oxígeno. Se analizan los caminos de migración representativos para el protón, que comprenden tanto modos de transferencia como de reorientación de enlaces, y se vinculan a la microestructura subyacente de la red de YSZ. Los datos de SR muestran la evolución de la fracción diamagnética correspondiente al análogo de isótopo de muón con una energía de activación de difusión igual a 0.17 eV. Las comparaciones entre los cálculos y el experimento permiten evaluar el carácter de la migración a corto alcance de la partícula protónica en YSZ cúbica.