Quando un solido viene riscaldato, le molecole che costituiscono il solido iniziano a vibrare. Questo fa sì che occupino più spazio e la materia solida si espanda. Se il calore continua a crescere, può fornire energia sufficiente affinché le particelle si liberino dalla loro forte attrazione l'una verso l'altra, causando la fusione del solido.
L'espansione dei solidi sotto il calore è uno dei motivi per cui strutture di grandi dimensioni come edifici e ponti hanno spesso lacune nelle loro articolazioni. Ciò consente al materiale di espandersi e contrarsi senza danneggiare la struttura. Questo è anche il motivo per cui le cuciture sul pavimento possono sembrare più pronunciate a seconda delle condizioni meteorologiche locali.
L'abbassamento della temperatura di un solido può causarne la contrazione. Le molecole che costituiscono il solido perdono la loro energia per l'atmosfera circostante e occupano meno spazio. Shrink fitting è una tecnica che sfrutta questa proprietà per fondere insieme gli oggetti. Ad esempio, un bullone che è leggermente troppo grande per un foro viene raffreddato fino a quando non si ritira abbastanza da adattarsi. Una volta sul posto, si scalda finché non si espande e si fonde con il resto del materiale. In alcuni casi questo può produrre un legame forte come quello creato da una torcia di saldatura.
