Thermische Bimetallwerkstoffe sind Verbundwerkstoffe, die aus zwei oder mehr Legierungsschichten mit unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten fest miteinander verbunden sind. Die Legierungsschicht mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten wird als aktive Schicht, die mit dem kleineren als passive Schicht bezeichnet. Zwischen der aktiven und der passiven Schicht kann eine Zwischenschicht zur Widerstandsregulierung eingefügt werden. Bei Änderungen der Umgebungstemperatur kommt es aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der aktiven und passiven Schichten zu Verformungen oder Verdrehungen.