這是物理的最起碼定律，物體都是由微觀粒子構成的，這些微觀粒子在粒子間的引力作用下聚集在一起。但這些粒子并不是靜止不動的，它們無時無刻不在運動著，試圖掙脫引力的束縛。粒子運動就擁有動能，而溫度就是這些粒子動能之和的量度。這些粒子的動能和越大，宏觀上就體現出溫度越高。

當物體受熱升溫時，其本質就是粒子的動能增大了，也就是運動速度加快了。動能增大，粒子就有更多的能量用于脫離引力的束縛（這就好像我們試圖阻止一輛失控的車，車的速度越大，阻止它就越難）。粒子間因為運動而遠離，宏觀上就表現為物體膨脹。當物體遇冷降溫時，上述過程就是相反的。

所以說，物體熱脹冷縮的現象，實質上就是構成物體的粒子在高速運動與低速運動時，物體的宏觀表現。