ऊष्मीय द्विधात्विक पदार्थ, विभिन्न रैखिक प्रसार गुणांकों वाली मिश्रधातुओं की दो या अधिक परतों द्वारा दृढ़तापूर्वक संयोजित मिश्रित पदार्थ होते हैं। अधिक प्रसार गुणांक वाली मिश्रधातु परत को सक्रिय परत कहते हैं, और कम प्रसार गुणांक वाली मिश्रधातु परत को निष्क्रिय परत कहते हैं। प्रतिरोध को नियंत्रित करने के लिए सक्रिय और निष्क्रिय परतों के बीच एक मध्यवर्ती परत जोड़ी जा सकती है। जब परिवेश का तापमान बदलता है, तो सक्रिय और निष्क्रिय परतों के अलग-अलग प्रसार गुणांकों के कारण, झुकाव या घूर्णन होगा।