Expansiunea termică are loc atunci când un transfer de căldură determină modificarea volumului ca urmare a unei modificări a temperaturii. Când o substanță se încălzește, particulele din interiorul acesteia se încep să se deplaseze, ceea ce creează spațiu între particulele. Pe măsură ce spațiul dintre particule se extinde, substanța începe să crească în dimensiune.
Potrivit Encyclopædia Britannica, atunci când materialul care se încălzește este solid, expansiunea termică provoacă de obicei o modificare a lungimii sau a grosimii substanței. Soluțiile cristaline cu aceeași configurație structurală se extind uniform pe toate dimensiunile. Dacă materialul este lichid, volumul acestuia crește în timpul expansiunii termice. Forțele care leagă moleculele și atomii sunt diferite pentru fiecare substanță, deci tipul de schimbare care apare în substanțele în timpul expansiunii termice diferă întotdeauna.
Opusul expansiunii termice este contracția termică, care determină diminuarea dimensiunii substanței pe măsură ce spațiul dintre particulele sale devine mai mic. Potrivit Penn State College of Engineering, condițiile de mediu pot provoca expansiune termică și contracție într-un timp scurt. Unele substanțe prezintă și expansiune termică negativă. Acest lucru se întâmplă atunci când un material contractează atunci când este încălzit, în loc să se extindă. Cubic zirconium tungstate prezintă expansiune termică negativă atunci când este încălzită.
