Es aquella en que predomina la variación en dos dimensiones, o sea, la variación del área del cuerpo debido a la intervención de un cambio de temperatura.

Para estudiar este tipo de dilatación, podemos imaginar una placa metálica de área inicial A₀ y temperatura inicial θ_0. Si la calentáramos hasta la temperatura final θ, su área pasará a tener un valor final igual a A.

Los lados de una placa sufren dilataciones lineales, provocando una dilatación superficial cuando aumenta su temperatura. Esto se observa en aquellos cuerpos en los que una de sus dimensiones es mucho menores que las otras dos, por ejemplo en chapas, láminas y espejos, etc.

Este fenómeno se representa con la siguiente fórmula;

ΔA=βAoΔT

Dónde:

ΔS = Dilatación superficial

Ai = Área inicial

Δt = Variación en la temperatura

Β = Coeficiente de dilatación superficial.

El coeficiente de dilatación superficial de una lámina, que se dilata en la misma proporción a lo largo y lo ancho, se puede obtener multiplicando el coeficiente de dilatación lineal por dos:

β = 2α

Y se define al coeficiente de dilatación superficial como: la variación de la superficie de una placa, por unidad de área, cuando hay un aumento en la temperatura de 1 ºC