熱膨脹率是指樣品在加熱處理前後體積變化的相對百分率，適用於膨脹性能較小的固體樣品。其計算公式為：熱膨脹率=(受熱後體積-受熱前體積)/受熱前體積*100%。
熱膨脹係數是表示單位溫度變化所導致的體積變化的物理量，分為線膨脹係數、面膨脹係數和體膨脹係數。例如，普通碳鋼、馬氏體不鏽鋼的熱膨脹係數為0.1，而奧氏體不鏽鋼為普通碳鋼1米1度1絲，即1米的鋼溫度升高1℃放大0.1mm，而不鏽鋼為0.16mm。在標準大氣壓下常溫(25°C)下，空氣的密度大約為22kg/m^3，因此近似的熱膨脹係數α約為8.18×10^(-5)/°C，或約為0.0367/°C。
一些陶瓷材料在溫度升高情況下，幾乎不發生幾何特性變化，其熱膨脹係數接近0。嚴格說來，熱膨脹係數只是溫度變化範圍不大時的微分定義式的差分近似；準確定義要求ΔV與ΔT無限微小，這也意味著，熱膨脹係數在較大的溫度區間內通常不是常量。