Bimetallinauha on yksinkertainen laite, joka muuntaa lämpöenergian mekaaniseksi liikeksi. Sitä käytetään termisesti aktivoitavana kytkimenä tai lämmönilmaisimena ja se toimii lämmitettyjen erilaisten metallien differentiaalisen laajentumisen periaatteella. Bimetallinauha koostuu kahdesta eri metallista, jotka on liitetty yhteen muodostaen suoran, litteän nauhan tai samankeskisen kelan. Kun nauhaa kuumennetaan, toinen metalleista kuumenee ja laajenee nopeammin kuin toinen, jolloin nauha taipuu. Tätä mekaanista taipumaa käytetään sitten eri tavoin sähköpiirien vaihtamiseksi tai valitsimen siirtämiseksi lämpöarvon osoittamiseen.
Kun kiinteää ainetta, nestettä tai kaasua kuumennetaan, sen molekyylit alkavat liikkua toisistaan ja johtaa laajentumiseen. Niin kauan kuin lämmitettyä materiaalia ei ole jossain vaiheessa, se laajenee tasapainoisesti. Jos jostain syystä materiaali on suljettu tai estynyt laajentumasta pitkin yhtä sen pinnoista, rajoittamaton paisuminen muussa materiaalissa aiheuttaa sen taipumisen tai taipumisen. On selvää, että jotkut materiaalit kuumenevat nopeammin tai laajenevat enemmän kuin toiset niiden molekyylirakenteesta riippuen. Jos kaksi tällaista erilaista materiaalia sitoutuvat yhteen, hitaammin kuumeneva materiaali rajoittaa laajentumista toisiaan pitkin ja aiheuttaa tämän taipuman.
Tätä erilaisten materiaalien lämpöpoikkeutuksen periaatetta käytetään tuottamaan lämpöön liittyvää mekaanista liikettä monenlaisissa sähkö- ja mittauslaitteissa. Bimetallinauhat on yleensä valmistettu kahdesta erilaisesta metallista, ja messinki ja teräs sekä kupari ja teräs ovat tyypillisiä yhdistelmiä. Nämä kaksi materiaalia tyypillisesti hitsataan, juotetaan tai niitataan yhteen, jotta saadaan aikaan tasainen ja turvallinen liitos kahden kosketuspinnan välille. Bimetallinauhat voidaan muodostaa suorina tai samankeskisinä kierrejousityyppisinä elementteinä. Niiden fyysinen taipuma kuumennettaessa hyödynnetään sitten eri tavoilla eri toimintojen saavuttamiseksi.
Yksi yleisimmistä menetelmistä bimetallinauhan taipuman hyödyntämiseksi on nauhan käyttäminen sähkökoskettimena piirien tekemiseen tai katkaisemiseen. Lämmittimen termostaatit ovat hyvä esimerkki tämän tyyppisestä sovelluksesta, ja ne käyttävät suoraa, lämmittämätöntä nauhaa kosketuksen ylläpitämiseen kytkentäpisteen kanssa ja pitävät lämmityspiirin aktiivisena. Kun lämpötila nousee ennalta määrättyyn pisteeseen, nauha lämpenee ja taipuu, mikä katkaisee piirin ja kytkee lämmittimen pois päältä. Kun nauha jäähtyy jälleen, se suoristaa ja aktivoi lämmityspiirin uudelleen. Tämä mahdollistaa tasaisen lämpötila -alueen ylläpitämisen.
Käämityyppinen bimetallinauha pyrkii avautumaan kuumentuessaan ja kääntämällä valitsintyyppisen lämpömittarin neulaa osoittamaan lämpötila -arvon. Bimetallinauhoja käytetään myös lämmön ylikuormituslaitteina sähkölaitteiden virransyötön katkaisemiseksi, kun ne kuluttavat liiallista virtaa tai fyysisesti ylikuumenevat. Bimetallinauhan eri metallien tunnetut laajenemisominaisuudet mahdollistavat näiden laitteiden erittäin tarkan räätälöinnin toimimaan tarkissa lämpötiloissa. Tämä tekee nauhoista luotettavan ja edullisen tavan käyttää lämpöä säätö- tai mittaustulona.