物質的尺寸大小會隨溫度而改變，日常生活中的熱脹冷縮現象常是靜悄悄地發生，人們不易察覺到它的存在，但若忽視它，就可能會釀成大禍。這項物質的重要物理性質是以熱膨脹係數(Coefficient of Thermal Expansion; CTE)來呈現，單位是每升高一度的伸長率（增加的長度/ 原來的長度），表列的數值通常是在25°C（或298K）時的伸長率除以100 萬(106)。熱膨脹係數亦會隨溫度而改變，在相變態點有明顯的變化，因
而在長度或體積上會急遽變化。膨脹儀就是利用這種變化來偵測固體物質的相轉變點。複雜的合金成分可能產生複雜的相變化，譬如含有較多微量合金元素的高合金鋼，在實務上，鑄錠的冷卻過程必須放在保溫爐中緩慢冷卻，以免急速降溫造成不均勻的收縮而脆裂。