Дилатометр (от лат. dilato — «расширяю») — прибор, измеряющий изменения размеров тела, вызванные воздействием высоких температур (т. е. теплоты), давления, электрического и магнитного полей, ионизирующих излучений и иных факторов. Чаще всего дилатометром измеряют тепловое расширение тел.
Данный прибор широко используется для выполнения соответствующих измерений в материаловедении, техническом моделировании, в молекулярной физике и др. Чувствительность дилатометра составляет пм (10-1 м).