Em física podemos dizer que dilatação térmica é o aumento das dimensões do corpo a partir do aumento da temperatura. Ocorre com quase todos os materiais, no estado sólido, líquido ou gasoso. Dizemos que a dilatação do corpo está relacionada à agitação térmica das moléculas que compõem o corpo, pois sabemos que quanto mais quente estiver o corpo maior será a agitação térmica de suas moléculas.
Quanto mais as moléculas de um corpo vibram (agitam), mais espaço elas precisam para vibrar. Dessa forma, o aumento das dimensões do corpo se dá pelo aumento do espaço entre as moléculas que compõem o corpo. Diante disso, se o aumento de temperatura produz expansão térmica do corpo, uma redução de temperatura provocará diminuição de volume, isto é, provocará a contração do corpo.
Nos estudos da termologia, levamos em consideração três tipos de dilatação térmica: a dilatação linear, que está ligada ao aumento do comprimento do corpo quando ele é aquecido; a dilatação superficial, que está ligada ao aumento do comprimento e da largura do corpo, ou seja, há um aumento em duas dimensões; e a dilatação volumétrica, que está ligada ao aumento do corpo em três dimensões, ou seja, com o aumento da temperatura o corpo sofre variação no comprimento, na largura e na altura.
Em geral é difícil perceber a olho nu (isto é, sem o uso de instrumentos) a dilatação térmica dos corpos. No nosso cotidiano nos deparamos com diversas situações nas quais é necessário levar em conta a expansão térmica, por exemplo: os trilhos dos trens são colocados de modo que sempre haja um pequeno espaço entre eles, para evitar as deformações (figura acima) quando se aquecem; nas calçadas cimentadas são colocadas juntas de dilatação entre as placas de cimento para evitar deformações pelo aumento de temperatura, etc.
