熱膨脹儀通過測量物體隨溫度變化引起的長度變化（延伸/收縮）得到物體的膨脹系數。 還可用它研究材料相的轉變、燒結過程、晶體結構變化、聚合物分解等等。
熱膨脹儀可用于測定在高溫狀態(tài)金屬材料，陶瓷、玻璃、釉料、耐火材料以及其它非金屬材料在受熱焙燒過程中的膨脹和收縮性能，也適用于對陶瓷磚線性熱膨脹的測定。可用於礦物礦產 陶瓷工業(yè)、耐火材料、紅磚和墻地磚制作，高科技瓷生產以及鋼鐵工業(yè)等等方面的常規(guī)檢測，質量控制，基礎研究和新產品開發(fā)，測量系統(tǒng)用石英、燒結鋁或石墨制成，使其測量溫度寬、結果穩(wěn)定，并擁有高靈敏度、高辨識率。
