Τα θερμικά διμεταλλικά υλικά είναι σύνθετα υλικά που συνδέονται σταθερά από δύο ή περισσότερα στρώματα κραμάτων με διαφορετικούς συντελεστές γραμμικής διαστολής. Το στρώμα κράματος με μεγαλύτερο συντελεστή διαστολής ονομάζεται ενεργό στρώμα και το στρώμα κράματος με μικρότερο συντελεστή διαστολής ονομάζεται παθητικό στρώμα. Ένα ενδιάμεσο στρώμα για τη ρύθμιση της αντίστασης μπορεί να προστεθεί μεταξύ του ενεργού και του παθητικού στρώματος. Όταν αλλάζει η θερμοκρασία περιβάλλοντος, λόγω των διαφορετικών συντελεστών διαστολής του ενεργού και του παθητικού στρώματος, θα συμβεί κάμψη ή περιστροφή.