En général, la matière se dilate avec l'augmentation de la température, ce qui entraîne une baisse de densité. Il existe cependant des exceptions importantes, comme le cas de l'eau lorsqu'elle passe de l'état solide à l'état liquide . Ses molécules se contractent, entraînant à la fois une baisse de densité et une augmentation de densité.
La loi des gaz parfaits, PV = nRT, montre que pour les gaz, le volume augmente avec une augmentation de la température, ce qui signifie que la densité diminue. "P" est la pression, "V" est le volume, "n" est le nombre de moles et "R" est une constante. L'équation montre que si le nombre de moles et la pression sont maintenus constants, une augmentation de la température entraîne une augmentation du volume. D'autre part, l'équation "densité = masse/volume" montre que pour d'autres matières, telles que les liquides et les solides purs, la densité a toujours tendance à baisser avec l'augmentation du volume, car la plupart des matières se dilatent de toute façon avec une augmentation de la température. Cela montre que, sauf dans quelques cas exceptionnels, la densité diminue avec l'augmentation de la température.
