Le thermomètre bimétallique utilise le bilame qui convertit la température en déplacement mécanique. Le fonctionnement du bilame dépend de la propriété de dilatation thermique du métal. La dilatation thermique est la tendance du métal dans laquelle le volume de métal change avec la variation de température.

Chaque métal a un coefficient de température différent. Le coefficient de température montre la relation entre le changement de la dimension physique du métal et la température qui le provoque. L’expansion ou la contraction du métal dépend du coefficient de température à la même température que les métaux ont des changements différents dans la dimension physique.