Nhiều loại vật liệu trải qua sự thay đổi các đặc tính cơ nhiệt trong suốt quá trình gia nhiệt hoặc làm lạnh. Ví dụ, sự chuyển phase, các bước thiêu kết hay mềm hóa có thể xảy ra ngoài sự giãn nở về nhiệt. Phân tích TMA có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc có giá trị về thành phần, cấu trúc, điều kiện sản xuất hoặc khả năng ứng dụng của nhiều loại vật liệu. Phạm vi ứng dụng của thiết bị này trong phân tích cơ nhiệt mở rộng từ kiểm soát chất lượng đến nghiên cứu và phát triển. Các lĩnh vực điển hình bao gồm nhựa và chất đàn hồi, sơn và thuốc nhuộm, chất kết dính, sợi và màng film, gốm, thủy tinh, kim loại và vật liệu composite.

Máy phân tích cơ nhiệt (TMA) xác định sự thay đổi kích thước của vật liệu rắn, lỏng và chất kết dính được tác động bởi nhiệt độ và/hoặc thời gian dưới một lực cơ lý xác định (DIN 51 005, ASTM E831, ASTM D696, ASTM D3386, ISO 11359 – Parts 1 to 3). Nó liên quan mật thiết đến hệ số giãn nở nhiệt (hệ số giãn nở theo chiều dọc), xác định sự thay đổi chiều dài của mẫu dưới một lực không đáng kể (e.g DIN 51 045).