物质受热后，其内之组成分子将会振动或移动加快，动能增加，而造成体积之膨胀。因此单位体积之膨胀大小可表示成温度之函数。热膨胀系数可表示成：α≡(1/V))(?V /?T)p，式中V为体积；T为温度；p为压力。金属的热膨胀系数较非金属大，而利用不同金属的热膨胀系数可供电气的控温用，或做热电偶(thermal couple)测温用。