根据测量原理可分为：

（1）光学热膨胀仪

光杠杆式膨胀仪

光干涉法膨胀仪：干涉膨胀仪的优点是，光学非接触、绝对测量、测量准确度高。但造价昂贵、仪器结构及操作都很复杂、温度不容易超过1000℃，对样品形状及表面要求苛刻，不适用于材料的烧结过程的研究。

（2）电测法

①电感式膨胀仪：传感器是差动变压器，也称差动变压器热膨胀仪。

②电容式膨胀仪

（3）机械热膨胀仪

①千分表式膨胀仪。

②顶杆式膨胀仪：顶杆法热膨胀仪的优点是，使用容易、结构简单适用各种形状的样品等。缺点是，属于接触、相对测量方法，需要用标准样品对系统定标，测长准确度低，但可达到很高温度，适用于材料的烧结过程的研究。