Listwa bimetaliczna to proste urządzenie, które zamienia energię cieplną na ruch mechaniczny. Jest używany jako termicznie aktywowany przełącznik lub wskaźnik ciepła i działa na zasadzie różnicowej rozszerzalności podgrzanych metali różnych. Pasek bimetaliczny składa się z dwóch różnych metali, które są ze sobą połączone, tworząc prosty, płaski pasek lub koncentryczny zwój. Kiedy taśma jest podgrzewana, jeden z metali nagrzewa się i rozszerza szybciej niż drugi, powodując zginanie się taśmy. To mechaniczne ugięcie jest następnie wykorzystywane na różne sposoby do przełączania obwodów elektrycznych lub przesuwania tarczy w celu uzyskania wskazania wartości ciepła.
Kiedy jakiekolwiek ciało stałe, płyn lub gaz jest podgrzewane, jego cząsteczki zaczynają się od siebie oddalać, prowadząc do ekspansji. Dopóki podgrzany materiał nie zostanie w którymś momencie zawarty, będzie się rozszerzał w zrównoważony sposób. Jeżeli z jakiegoś powodu materiał jest zamknięty lub nie może się rozszerzać wzdłuż jednej z jego powierzchni, nieograniczona ekspansja pozostałej części materiału spowoduje jego ugięcie lub wygięcie. Oczywiście niektóre materiały nagrzewają się szybciej lub rozszerzają się bardziej niż inne, w zależności od ich struktury molekularnej. Jeśli dwa takie odmienne materiały zwiążą się ze sobą, ten, który się wolniej nagrzewa, ograniczy rozszerzanie wzdłuż jednej powierzchni drugiej i spowoduje wystąpienie tego zjawiska ugięcia.
Ta zasada ugięcia termicznego materiałów odmiennych jest wykorzystywana do dostarczania ruchu mechanicznego związanego z ciepłem w szerokiej gamie urządzeń elektrycznych i pomiarowych. Taśmy bimetaliczne są zwykle zbudowane z dwóch różnych metali, przy czym typowymi kombinacjami są mosiądz i stal oraz miedź i stal. Te dwa materiały są zwykle ze sobą spawane, lutowane lub nitowane, aby uzyskać równe i bezpieczne połączenie między dwiema powierzchniami styku. Paski bimetaliczne mogą być formowane jako proste lub koncentryczne elementy typu sprężyny śrubowej. Ich fizyczne ugięcie po podgrzaniu jest następnie wykorzystywane na różne sposoby, aby osiągnąć różne funkcje.
Jedną z najczęstszych metod wykorzystania ugięcia paska bimetalicznego jest wykorzystanie paska jako styku elektrycznego do tworzenia lub przerywania obwodów. Termostaty grzałki są dobrym przykładem tego typu aplikacji i wykorzystują prostą, nieogrzewaną listwę do utrzymywania kontaktu z punktem przełączania i utrzymania aktywnego obwodu grzałki. Gdy temperatura wzrośnie do zadanego punktu, pasek nagrzewa się i wygina, tym samym przerywając obwód i wyłączając grzałkę. Gdy pasek ponownie ostygnie, prostuje się i ponownie uruchamia obwód grzałki. Pozwala to na utrzymanie stałego zakresu temperatur.
Pasek bimetaliczny typu cewki ma tendencję do rozwijania się podczas nagrzewania i obracania igły termometru tarczowego, aby wskazać wartość temperatury. Paski bimetaliczne są również używane jako urządzenia przeciążeniowe termiczne do odcinania zasilania urządzeń elektrycznych, gdy pobierają one nadmierny prąd lub fizycznie się przegrzewają. Znana charakterystyka rozszerzalności różnych metali w taśmie bimetalicznej pozwala na bardzo dokładne dostosowanie tych urządzeń do pracy w dokładnie określonych temperaturach. To sprawia, że paski są niezawodną i niedrogą metodą wykorzystania ciepła jako wejścia kontrolnego lub pomiarowego.