Chamamos de dilatação térmica o aumento do comprimento, superfície ou volume dos corpos com o calor. Assim, no caso do aumento do comprimento de uma barra de metal com o aquecimento temos uma dilatação térmica linear. No caso do aumento da superfície de uma chapa de metal com o calor temos uma dilatação térmica superficial e no caso do aumento do volume de um sólido com o calor, temos uma dilatação térmica volumétrica. Quanto se dilata um corpo depende de sua natureza, havendo um coeficiente de dilatação para cada material que designa essa propriedade. Em geral, todos os corpos têm uma dilatação linear, ou seja, o modo como se dilata é constante ao longo de uma determinada faixa de temperatura. No entanto, existem corpos com um coeficiente de dilatação irregular, como no caso da água, que se contrai de 0 a 4º C para depois dilatar. Assim, o ponto de maior densidade da água ocorre com 4º C. Diversos dispositivos de uso automotivo se aproveitam a dilatação térmica dos metais. Os termostatos, disjuntores, cebolinhas por exemplo, utilizam a dilatação diferente de dois metais (bimetais) para fazer o acionamento elétrico de dispositivos com o calor.
