Rozszerzalność objętościowa to zjawisko polegające na zmianie objętości ciała w wyniku zmiany jego temperatury. Zmiana objętości (ΔV) jest proporcjonalna do zmiany temperatury (ΔT) oraz do objętości początkowej (V0):
Wielkość β, która występuje w równaniu nazywana jest współczynnikiem rozszerzalności objętościowej ciała. Jego wartość, podobnie jak wartość współczynnika rozszerzalności liniowej, zmienia się nieznacznie wraz ze zmianą temperatury, jednak w praktyce można przyjąć, że jest on dla danego materiału wielkością stałą. Jednostką współczynnika β jest odwrotność kelwina lub odwrotność stopnia Celsjusza.
Zjawisko rozszerzalności objętościowej występuje we wszystkich stanach skupienia materii i jest efektem rozszerzalności liniowej ciała we wszystkich trzech wymiarach przestrzennych.
W przypadku ciał izotropowych, które rozszerzają się jednakowo we wszystkich kierunkach współczynnik rozszerzalności objętościowej jest równy:
gdzie: α – współczynnik rozszerzalności liniowej.
Ciała anizotropowe posiadają odmienne właściwości dla różnych kierunków, dlatego w tym przypadku współczynnik rozszerzalności objętościowej musi być sumą współczynników rozszerzalności liniowej dla trzech
