Θερμοελαστικότητα είναι η αλλαγή στο μέγεθος και το σχήμα ενός στερεού αντικειμένου καθώς η θερμοκρασία αυτού του αντικειμένου κυμαίνεται. Τα υλικά που είναι πιο ελαστικά θα διαστέλλονται και θα συστέλλονται περισσότερο από εκείνα τα υλικά που είναι πιο ανελαστικά. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την κατανόησή τους για τη θερμοελαστικότητα για να σχεδιάσουν υλικά και αντικείμενα που μπορούν να αντέξουν τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας χωρίς να σπάσουν.
Οι επιστήμονες έχουν κατανοήσει τις εξισώσεις που περιγράφουν τη θερμοελαστικότητα για περισσότερα από 100 χρόνια, αλλά μόλις πρόσφατα ξεκίνησαν να δοκιμάζουν τα υλικά για να προσδιορίσουν πόσο θερμοελαστικά είναι. Υποβάλλοντας τα υλικά σε θερμοκρασίες ανόδου και πτώσης, οι μηχανικοί είναι σε θέση να προβλέψουν πόσο αυτά τα υλικά θα διαστέλλονται ή θα συστέλλονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Αυτή η γνώση είναι σημαντική κατά την κατασκευή μηχανών ή κατασκευών που φέρουν βάρος με κομμάτια που πρέπει να ταιριάζουν στενά μεταξύ τους. Η κατανόηση των αρχών της θερμοελαστικότητας βοηθά τους μηχανικούς να σχεδιάσουν πράγματα που διατηρούν τη δομική τους ακεραιότητα για ένα εύρος θερμοκρασιών.
Οι αρχές της θερμοελαστικότητας έχουν επηρεάσει τον τρόπο που οι μηχανικοί σχεδιάζουν μια σειρά από διαφορετικά αντικείμενα. Γνωρίζοντας ότι το σκυρόδεμα διαστέλλεται όταν θερμαίνεται, για παράδειγμα, είναι ο λόγος που τα πεζοδρόμια σχεδιάζονται με μικρούς χώρους μεταξύ των πλακών. Χωρίς αυτούς τους χώρους, το σκυρόδεμα δεν θα είχε χώρο να διαστέλλεται, προκαλώντας μεγάλη πίεση στο υλικό και οδηγώντας σε ρωγμές, σπασίματα ή τρύπες. Ομοίως, οι γέφυρες έχουν σχεδιαστεί με αρμούς διαστολής για να επιτρέπουν στα εξαρτήματα να διαστέλλονται καθώς θερμαίνονται.
Όλα τα υλικά που είναι ελαστικά διαστέλλονται όταν θερμαίνονται και συστέλλονται όταν ψύχονται. Η διαστολή που περιγράφεται από τους τύπους θερμοελαστικότητας προκαλείται από την αύξηση της κίνησης των ατόμων στο υλικό. Αυτά τα άτομα παραμένουν συνδεδεμένα μεταξύ τους ως στερεά θερμότητα, αλλά οι μοριακοί δεσμοί μεγαλώνουν σε μέγεθος, επιτρέποντας στα άτομα να απομακρυνθούν το ένα από το άλλο και προκαλώντας την ανάπτυξη του υλικού. Αντίθετα, όταν ένα υλικό ψύχεται, τα άτομα κινούνται λιγότερο και οι δεσμοί τα έλκουν πιο κοντά ο ένας στον άλλο.
Οι αρχές της θερμοελαστικότητας υπαγορεύουν ότι η διαστολή που προκαλείται από την αύξηση της θερμοκρασίας θα προκαλέσει την επέκταση ενός αντικειμένου προς όλες τις κατευθύνσεις. Οι πλάκες από σκυρόδεμα διαστέλλονται η μία προς την άλλη, προς τα πάνω μακριά από το έδαφος και κάτω προς το έδαφος όταν θερμαίνονται. Τα κύπελλα ή άλλα δοχεία θα επεκταθούν προς όλες τις κατευθύνσεις επίσης με τέτοιο τρόπο ώστε ο συνολικός όγκος που μπορούν να περιέχουν να αυξάνεται μαζί με το μέγεθος του δοχείου. Συγκεκριμένοι τύποι χρησιμοποιούνται στη μελέτη της θερμοελαστικότητας για να περιγράψουν πώς τα αντικείμενα αλλάζουν σχήμα με τις αλλαγές στη θερμοκρασία.