熱脹冷縮的現象是大多數物體在溫度變化時的典型反應。
一般情況下，物體溫度升高時，其體積會膨脹，密度減小；反之，溫度降低時，體積收縮，密度增加。例如，固體物質在受熱時會膨脹，在受冷時會縮小，液體的熱脹冷縮現象有水銀溫度計中的水銀柱隨溫度變化移動，氣體在受熱時膨脹，在受冷時收縮，如腳踏車或汽車輪胎在高溫下因氣體膨脹而爆胎。
然而，存在一些例外情況，例如水在0℃到4℃之間會出現「冷脹熱縮」的現象，某些金屬如銻、鉍、鎵以及青銅在一定溫度範圍內也會表現出這種不尋常的膨脹行為。這種現象是由於這些物質的特殊物理性質所導致的。