热膨胀仪在一定的温度程序、负载力接近于零的情况下，测量样品的尺寸变化随温度或时间的函数关系。热膨胀仪可测量固体、熔融金属、粉末、涂料等各类样品，广泛应用于无机陶瓷、金属材料、塑胶聚合物、建筑材料、涂层材料、耐火材料、复合材料等领域。热膨胀仪可用于控制样品在烧结过程中以一定的恒定速率收缩，以优化烧结工艺。热膨胀仪的立式结构特别适用于收缩多于膨胀情况下的陶瓷样品的测量。

热膨胀通常是指外压强不变的情况下，大多数物质在温度升高时，其体积增大，温度降低时体积缩小。又由于固体、液体和气体分子运动的平均动能大小不同，因而从热膨胀的宏观现象来看亦有显著的区别。膨胀系数是为表征物体受热时，其长度、面积、体积变化的程度，而引入的物理量。它是线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数的总称。

热膨胀是表征材料物理性能的重要特征量。了解和研究材料的热膨胀性能是工程设计、材料研究及其应用领域中*的部分。近几年，世界各国对材料的热膨胀测试方法进行了大量研究(如瞬态法、干涉法和顶杆法等)，并设计了大量测量装置(如激光干涉膨胀仪、顶杆膨胀仪、衍射膨胀装置和显微膨胀装置等)。

目前，热膨胀仪已广泛应用到金属、耐火材料、玻璃和陶瓷等各个领域。