一般指由于外界温度、压力（主要指温度）变化时，物体的线性尺寸随温度、压力（主要指温度）的变化率。如铁温度每升高1℃，长或宽或高尺寸增加12x10-6即增加0.0012%。
对应地还有体膨胀系数，即物体的体积随温度的变化率。对于各向同性的物体，线膨胀系数较小时，体膨胀系数是线膨胀系数的3倍略多一点。金属材料热膨胀的测试按照GB/T4339—2007《金属材料热膨胀特性参数测量方法》标准的规定进行。
如果金属在加热或在冷却过程中发生相变，不同组成的比容差异，将引起不同的膨胀差异，这种异常的膨胀系数为研究材料中的组织转变提供了重要的信息。研究相变是材料学中的一项基础研究工作，而相变临界点的测定对于每一个新钢种总是必不可少的。以钢为例，由于在加热或冷却过程中存在同素异构转变，因而采用膨胀仪来确定相变温度是一个很有效的方法。根据膨胀曲线来确定钢中的γ相与α相的转变温度。
