Wzrostowi temperatury ciała towarzyszy zawsze wzrost jego objętości. Zasada ta dotyczy również ciał znajdujących się w różnych stanach skupienia. Niech oznacza zmianę objętości ciała przy zmianie temperatury o . Wówczas:

gdzie jest objętością ciała po zmianie temperatury, jest początkową objętością ciała. Względny przyrost objętości ciała w tych samych warunkach równałaby się . Zatem względny przyrost objętości ciała przy zmienia temperatury o jeden stopień wyniósłby odpowiednio:

gdzie jest współczynnikiem rozszerzalności objętościowej. Zależy on od rodzaju substancji i jej stanu skupienia.

Ciała stałe mają określony kształt. Zmiana ich objętości wynika ze zmiany wszystkich wymiarów ciała. Rozważamy zmiany tylko jednego wymiaru w przypadku ciał stałych i dlatego wprowadzamy pojęcie współczynnika rozszerzalności liniowej :

gdzie jest zmianą długości ciała, jest początkową długością ciała. Wielkości te wyznaczamy doświadczalnie. Współczynniki rozszerzalności objętościowej i liniowej substancji są ze sobą powiązane:

W tablicach umieszcza się tylko współczynnik rozszerzalności liniowej.