Rozszerzalność cieplna tworzyw jest duża, orientacyjnie dziesięciokrotnie większa niż metali. Charakteryzuje się ją współczynnikiem rozszerzalności liniowej oraz współczynnikiem rozszerzalności objętościowej.
Jeżeli próbka tworzywa o długości l0 i temperaturze t0 zostanie nagrzana do temperatury t, przy czym zwiększy się jej wymiar liniowy do I, to współczynnik rozszerzalności cieplnej liniowej definiuje się wzorem
a =