Hőtágulás alatt az anyagok méreteinek vagy térfogatának a hőmérséklet növekedése következtében bekövetkező növekedését értjük. Fizikai oka, hogy a részecskék termikus mozgásának intenzívebbé válása megnöveli az átlagos távolságot az atomok és molekulák között, ami makroszkopikusan a méretek változásában nyilvánul meg.
A hőtágulás mértéke függ az anyag fizikai-kémiai tulajdonságaitól és a hőmérséklet-változás nagyságától (ΔT). Különböző anyagokhoz eltérő hőtágulási együtthatók tartoznak, ezért tervezéskor és szerkezetek összeillesztésénél figyelembe kell venni ezeket az értékeket.