热双金属是由两种或两种以上不同膨胀系数的金属或合金沿整个接触面牢固复合在一起组成的，具有随温度变化而发生形状变化的层头金属复合功能材料。
1. 热双金属的主动层合金(The Active Layer of Bimetal Alloy)热双金属的主动层合金要求膨胀较大，熔点高，组织稳定，弹性模量与被动层合金相差不大。可作为主动层材料的合金很多，有镍铬铁、锰铜镍、铜锡锌、铜锌合金、合金钢等。常用的主动层合金一般包括Mn72Cu18Ni10、Ni22Cr3、Ni20Mn6、Ni18Cr11、Ni19Cr2和Ni25Cr8等高膨胀合金。
2. 热双金属的被动层合金(The Passive Layer of Bimetal Alloy)热双金属的被动层合金一般都是膨胀系数较小的镍铁合金。在1896年科学家Guillaume发明了因瓦合金，在室温下，其膨胀系数非常低，仅约1.2×10-6/℃，为热双金属的开发打下了基础。常用的被动层合金一般包括Ni36Fe、Ni39Fe、Ni40Fe、Ni42Fe、Ni45Fe和Ni50Fe等低膨胀合金或定膨胀合金。
3. 热双金属的中间层合金(The Middle Layer of Bimetal Alloy)作为调节热双金属材料电阻率的“分流层”位于主被动层之间，这些材料一般包括纯镍、纯铜（紫铜、无氧铜）和锆铜等，主要控制热双金属的电阻率。 使用说明： 1. 设计一个热双金属元件，需考虑以下因素： a. 元件承受的电流等级； b. 工作温度； c. 元件将经受的高温度； d. 位移或力的要求，或两者的结合； e. 空间限制； f. 工作条件等， 2. 热双金属牌号和规格的确定 a. 据使用温度确定热双金属的温度类型：1低温型 2中温型 3高温型 b. 根据动作空间、动作位移、电流等级、脱扣力等因素通过计算确定热双金属的牌号、规格和形状。1高灵敏型2中灵敏型3低灵敏型 c. 根据计算的结果进行装机验证确认。
1) 根据使用温度选择热双金属类型使用温度是热双金属动作的温度范围。使用温度和使用温度上限好在热双金属的线性温度范围内，以保证热双金属元件动作的线性。当使用温度超过了热双金属的可用（有效）温度范围时，热双金属元件将产生残余变形，导致工作特性发生变化。
