Ciała stałe najczęściej rozszerzają się w odpowiedzi na ogrzewanie i kurczą przy chłodzeniu. Ta reakcja na zmianę temperatury jest wyrażana jako współczynnik rozszerzalności cieplnej.

Stosuje się współczynnik rozszerzalności cieplnej:

Właściwości te są ściśle powiązane. Objętościowy współczynnik rozszerzalności cieplnej może być mierzony dla wszystkich substancji w stanie skondensowanym (cieczy i ciała stałego). Liniowa rozszerzalność cieplna może być mierzona tylko w stanie stałym i jest powszechna w zastosowaniach inżynieryjnych.