熱膨脹分析儀是在一定的溫度程序、負載力接近于零的情況下，測量樣品的尺寸變化隨溫度或時間的函數關系的儀器。物體由于溫度改變而有脹縮現象。其變化能力以等壓(P一定)下，單位溫度變化所導致的體積變化，即熱膨脹儀系數表示熱膨脹系數：α=ΔV/(V*ΔT)；
式中：ΔV為所給溫度變化；ΔT為物體體積的改變；V為物體體積。嚴格說來，上式只是溫度變化范圍不大時的微分定義式的差分近似；準確定義要求ΔV與ΔT無限微小，這也意味著，熱膨脹系數在較大的溫度區間內通常不是常量。
當溫度變化不是很大時，α就成了常量，利用它，可以把固體和液體體積膨脹表示如下：Vt=V0(1 3αΔT)；而對理想氣體，Vt=V0(1 0.00367ΔT)；Vt、V0分別為物體末態和初態的體積。對于可近似看做一維的物體，長度就是衡量其體積的決定因素，這時的熱膨脹系數可簡化定義為：單位溫度改變下長度的增加量與的原長度的比值，這就是線膨脹系數。對于三維的具有各向異性的物質，有線膨脹系數和體膨脹系數之分。如石墨結構具有顯著的各向異性，因而石墨纖維線膨脹系數也呈現出各向異性，表現為平行于層面方向的熱膨脹系數遠小于垂直于層面方向。宏觀熱膨脹系數與各軸向膨脹系數的關系式有多個，普遍認可的有Mrozowski算式：α=Aαc(1-A)αa；式中的：αa，αc分別為a軸和c軸方向的熱膨脹率，A被稱為“結構端面”參數。
熱膨脹分析儀使用需要做好三大方面：
1.使用的環境溫差不能太大。溫差過大，會導致設備在使用中產生大量水蒸汽，時間久了，會加速部件的銹蝕，導致設備損壞。
2.不要靠近熱源。設備的擺放位置兩側應預留一定的維護空間，以便設備散熱，還要注意不能與其他發熱電器放一起，以免增加設備耗電量。
3.不要頻繁開關。因為該設備的工作溫度相對較高，如果頻繁開關，其內部元器件在高、低溫度的轉變中，容易遭到破壞。
