خواص ترمومکانیکی بسیاری از مواد در حین گرمایش و یا سرد شدن، تغییر می کند.  به عنوان مثال، تغییرات فازی، مراحل پخت (مراحل زینترینگ) یا نرم شدن می تواند در حین انبساط حرارتی رخ دهد. آنالیز حرارتی ترمومکانیکی TMA، می تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد ترکیب، ساختار، شرایط تولید  برای مواد مختلف ارائه دهد. دامنه کاربرد دستگاه آنالیز حرارتی ترمو مکانیکی از کنترل کیفیت تا تحقیق و توسعه را شامل می شود. دامنه کاربری این متد شامل پلاستیک و الاستومرها، رنگ‌ها و رنگ‌ها، مواد کامپوزیت، چسب‌ها، فیلم‌ها و الیاف، سرامیک، شیشه، فلزات و مواد کامپوزیتی می باشد.

آنالیز حرارتی ترمومکانیکی TMA، تغییرات ابعادی جامدات، مایعات یا مواد خمیری را به عنوان تابعی از دما و/یا زمان تحت یک نیروی مکانیکی تعریف شده تعیین می‌کند (DIN 51 005, ASTM E831, ASTM D696, ASTM D3386, ISO 11359). اینن متد ارتباط نزدیکی با دیلاتومتری دارد که تغییر طول نمونه ها را تحت بار ناچیز تعیین می کند (به عنوان مثال DIN 51 045).