熱膨脹係數是一個物理性能參數，用於表徵物體在溫度變化時的長度、面積或體積的增加程度。它通常分為線膨脹係數、面膨脹係數和體膨脹係數。
線膨脹係數定義為單位溫度變化下，物體長度的增加量與其原始長度的比值。面膨脹係數和體膨脹係數則分別用於描述二維面積和三維體積在溫度變化時的增加程度。對於各向異性的物質，如石墨，其線膨脹係數也會表現出各向異性，即在不同方向上具有不同的熱膨脹係數。
例如，碳鋼的熱膨脹係數約為0.00065米/米/℃，意味著其長度每升高1℃會擴大大約0.00065米。而空氣在標準大氣壓下的平均熱膨脹係數約為0.0367/℃。
熱膨脹係數是材料科學和工程中一個重要的參數，對於評估材料的熱穩定性、設計耐溫變化的設備或結構具有重要意義。