Em geral

O coeficiente de expansão (ou mais especificamente, o coeficiente de expansão térmica) é o quociente que mede a mudança relativa no comprimento ou volume que ocorre quando um corpo sólido ou fluido dentro de um recipiente muda de temperatura durante a expansão térmica.

Em geral, durante uma transferência de calor, a energia armazenada nas ligações intermoleculares ou entre dois átomos muda. Quando a energia armazenada aumenta, também aumenta o comprimento dessas ligações. Assim, os sólidos normalmente se expandem quando aquecidos e se contraem quando resfriados;[1]​ esse comportamento de resposta à temperatura é expresso pelo coeficiente de expansão térmica (tipicamente expresso em unidades de °C):.

Em geral, como já foi observado, os sólidos expandem quando aquecidos e contraem quando resfriados. Geralmente assume-se que o coeficiente de expansão térmica é constante (ou seja, que o seu valor não varia com a temperatura), o que implica assumir que existe uma relação linear, de proporcionalidade, entre aumentos de temperatura e aumentos de comprimento. Isto não é estritamente verdade, embora para um grande número de aplicações seja uma aproximação aceitável.

Para sólidos, o coeficiente de expansão mais comumente usado é o coeficiente de expansão linear α.

Para qualquer dimensão linear, pode ser medida experimentalmente comparando o valor da referida magnitude antes e depois de uma determinada mudança de temperatura, tal como:

O símbolo para este coeficiente é geralmente a letra grega alfa ou a letra lambda.

Em gases e líquidos é mais comum utilizar o coeficiente de expansão volumétrica ou , que é dado pela expressão:.

Para sólidos, a expansão volumétrica também pode ser medida, embora seja menos importante na maioria das aplicações técnicas. Do cálculo deduz-se que o coeficiente de expansão volumétrica é três vezes o coeficiente de expansão linear, portanto, para as faixas onde o coeficiente é constante é verdade que: