Thermische Ausdehnung, die allgemeine Zunahme des Volumens eines Materials, wenn seine Temperatur erhöht wird. Sie wird in der Regel als Längen- oder Volumenänderung pro Temperatureinheit ausgedrückt; ein linearer Ausdehnungskoeffizient wird in der Regel zur Beschreibung der Ausdehnung eines Festkörpers verwendet, während ein Volumenausdehnungskoeffizient eher für eine Flüssigkeit oder ein Gas geeignet ist. Wenn ein kristalliner Festkörper isometrisch ist (d. h. durchgehend die gleiche strukturelle Konfiguration aufweist), ist die Ausdehnung in allen Dimensionen des Kristalls gleichmäßig. Wenn er nicht isometrisch ist, kann es unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten für verschiedene kristallographische Richtungen geben, und der Kristall ändert seine Form, wenn sich die Temperatur ändert.
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In einem Feststoff oder einer Flüssigkeit besteht ein dynamisches Gleichgewicht zwischen den Kohäsionskräften, die die Atome oder Moleküle zusammenhalten, und den durch die Temperatur geschaffenen Bedingungen; höhere Temperaturen bedeuten einen größeren Abstand zwischen den Atomen. Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Bindungskräfte und daher unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten.