Številni materiali, zlasti kovine, se pri segrevanju fizično razširijo zaradi povečane kinetične energije atomov. Ta širitev se premika navzven v vseh treh dimenzijah, čeprav ne nujno v enaki meri. Koeficient linearne ekspanzije je vrednost, ki povezuje razliko v dolžini predmeta z razliko v temperaturi predmeta, ko sta bili opravljeni dve meritvi dolžine. Večja vrednost pomeni, da se material pri nastavljenem dvigu temperature bolj razširi kot material z nižjim koeficientom.
Strogo gledano, je koeficient linearne ekspanzije tudi funkcija temperature, vendar ga za večino materialov lahko štejemo za konstanto v območju od 32° do 212°F (0° do 100°C). Tekočine se tudi širijo, pri izračunih sprememb prostornine pa se uporablja tridimenzionalni ekvivalent, koeficient kuboidne ekspanzije pri določeni temperaturi. Plini se širijo, da napolnijo katero koli posodo, v katero so nameščeni. Ko je njihova prostornina fiksirana, se tlak plinov z dvigom temperature poveča.
Tabele teh vrednosti so na voljo v inženirskih priročnikih. Vrednosti so podane v enotah 10,000a’ ali v 10-6 m/m K ali v 10-6in/in °F. Simbol a’ se uporablja v standardnem ameriškem merilnem sistemu. Ocenjevanje primera bo pomagalo, da bodo te enote jasne.
Ta vrednost je izražena v dolžinskih enotah. Koeficient linearne ekspanzije za medeninasto žico je naveden pri 18.7 x 10-6 m/m K in 10.4 x 10-6in/in °F. Izračun za razširitev dolžine medeninaste žice, ki je dolga 10 čevljev (3.048 m) pri 70 °F (21.1 °C) in je segreta na 80 °F (26.6 °C), je:
10 čevljev je 120 palcev. Medeninasta žica se bo razširila 10.4 x 10-6 palcev na palec začetne dolžine na stopnjo dviga temperature po Fahrenheitu. 120 + (10.4 x 10-6) x 120 x 10 = 120.0125 palcev.
V metričnih enotah je izračun 3.048 m + (18.7 x 10-6) x 3.048 x 10×5/9 = 3.048316 m, kar je enako 120.0124 palcev. 5/9 v enačbi pretvori stopinjo Fahrenheita v stopinjo Celzija.
Ta razlika v dolžini se morda zdi nepomembna, toda pri načrtovanju elementov, kot so napajalni kabli, ki so dolgi na stotine milj ali kilometrov in bodo imeli temperaturne razlike 150° ali več, je treba upoštevati toplotno raztezanje. Deli z zelo ozkimi tolerancami, na primer v optičnih napravah, morajo biti zaščiteni tudi pred temperaturnimi nihanji ali prilagojeni neenakomernemu raztezanju delov, izdelanih iz različnih materialov.