Wanneer een object wordt verwarmd, winnen de atomen of moleculen waaruit het object bestaat energie en bewegen ze sneller. Deze toegenomen beweging zorgt ervoor dat de atomen of moleculen zich verspreiden, wat resulteert in een toename van de grootte van het object.

De mate waarin een object uitzet bij verhitting hangt af van de thermische uitzettingscoëfficiënt. Deze coëfficiënt kwantificeert de hoeveelheid uitzetting per eenheid temperatuurstijging. Materialen met een hogere thermische uitzettingscoëfficiënt zetten meer uit bij verhitting dan materialen met een lagere coëfficiënt.

Metalen hebben bijvoorbeeld over het algemeen een hogere thermische uitzettingscoëfficiënt dan niet-metalen. Dit betekent dat metalen voorwerpen, zoals een metalen staaf, bij verhitting meer uitzetten dan niet-metalen voorwerpen, zoals een houten staaf, wanneer ze aan dezelfde temperatuurstijging worden blootgesteld.

Het is echter vermeldenswaard dat er enkele uitzonderingen op deze algemene regel bestaan. Water is zo’n uitzondering. Wanneer water wordt verwarmd van 0°C (het vriespunt) naar 4°C, krimpt het feitelijk in plaats van uit te zetten. Dit is een unieke eigenschap van water die belangrijk is vanwege zijn rol in verschillende natuurverschijnselen, zoals drijvend ijs op water.

Samenvattend zorgt hitte er doorgaans voor dat objecten uitzetten als gevolg van de toegenomen moleculaire beweging. De mate van uitzetting hangt af van de thermische uitzettingscoëfficiënt van het materiaal, waarbij sommige materialen uitzonderingen op deze regel vertonen.