Os termómetros bimetálicos utilizam a propriedade de dilatação e de contracção de uma barra metálica para medir a temperatura.

Estes termómetros são constituídos por duas camadas metálicas, como ilustrado na figura abaixo, cada uma de um material diferente e por consequência com coeficientes de dilatação diferentes. Considerando que os dois metais estão soldados um ao outro, quando aquecidos, os dois metais expandem-se; a camada metálica que se dilatar mais forçará a outra camada que se dilata menos a formar uma curvatura, para compensar a diferença dos novos comprimentos.

Assim, se tivermos um material de comprimento Lo à temperatura To e se a temperatura for elevada para um novo valor T, então o novo comprimento L vem dado por,

       L = Lo   [1  +  K (T - To)]