线膨胀指的是材料在温度升高时，材料的各种线度（如长度、宽度、厚度、直径等）都要增长的物理现象。

当外界压力恒定、物体温度升高时，分子的热运动将加剧，它们彼此排斥，出现占有更大空间的趋势。因此绝大多数物质都具有热胀冷缩的宏观特性。不同材质的物体膨胀程度各不相同，而这种胀缩也是全方位的。比如，当一根圆柱形金属棒的温度发生变化时，不但它的轴向尺寸会变化，径向尺寸也会变化。一般情况下，人们更关心其轴向，即长度的变化。在一维情况下，固体受热后长度的增加称为线膨胀。在相同条件下，不同材料的固体，其线膨胀的程度各不相同，一般用线膨胀系数来表征物质的线膨胀特性。线膨胀系数是物质的基本物理参数之一。

材料的线膨胀大小和温度有关，在温度变化不大时，固体在某一方向上的伸长量与温度的增加量成正比，还与物体的原长成正比。原长不同的固体，在升高相同温度时，在同一方向上的伸长量是不同的。

为了描述线膨胀的特性，引入了线膨胀系数的概念。线膨胀系数即固体温度每升高1摄氏度，引起的线度伸长量跟原长度之比。

测量线膨胀系数的方法按加热方式分为流水加热法、水蒸气加热法、电加热法等。按测量方式分为：千分表法、组合法单色光的劈尖干涉法、光杠杆法、传感器测量法等。线胀系数测量较为常见的方法是利用电加热待测材料，利用温度计在多个温度工作点下，用尺度望远镜和光杠杆测量材料由不同状态温差所引起的长度变化，从而得到材料的线膨胀系数。