Dilatometri on tieteellinen laite, jota käytetään mittaamaan nesteiden tai kiintoaineiden tilavuuden muutoksia. Tyypillisesti tilavuuden muutoksia, joita mitataan yleensä dilatometrialla, ovat lämpötilan vaihtelusta, kemiallisista reaktioista, nesteiden imeytymisestä tai fyysisestä rasituksesta, kuten kiinteän aineen paineesta johtuvat tilavuuden muutokset. Monet dilatometrit ovat erittäin monimutkaisia tieteellisiä instrumentteja, mutta on myös joitain yksinkertaisia dilatometrejä. Yksi esimerkki yksinkertaisesta laitteesta on elohopealämpömittari. Kun elohopea lämpenee, se laajenee, ja tämä tilavuuden kasvu mitataan asteikolla elohopealämpömittarilla.
Joitakin erityyppisiä dilatometrejä ovat litteä dilatometri, kiertokangen dilatometri ja kehittyneemmät nykyaikaiset laser- ja optiset dilatometrit. Litteille dilatometreille, joita kutsutaan myös toisinaan kapasiteettidilatometreiksi, on ominaista kaksi levyä, joista toinen on paikallaan ja toinen voi liikkua. Tämän tyyppistä työkalua käytetään usein kiinteiden materiaalien tilavuuden muutosten mittaamiseen. Pitkä ohut pala mitattavaa materiaalia työnnetään laitteeseen. Kun se laajenee, esimerkiksi jos lämpötila nousee, laajennus työntää liikuteltavaa levyä. Siirrettävä levy voidaan liittää tietokoneeseen, joka voi mitata pieniäkin liikkeitä.
Kiertokangen dilatometrejä, joita joskus kutsutaan myös työntösauva-dilatometreiksi, käytetään tyypillisesti materiaalin laajentumisen mittaamiseen kuumennettaessa. Tämän tyyppisessä laitteessa testinäytteen tilavuuden muutos mitataan suhteessa laitteen sisällä olevaan tankoon. Tämä sauva on kontrollinäyte, jolla on tunnettu laajentumiskerroin, ja testinäytteen vertaaminen tankoon mahdollistaa käyttäjän laskea dilatometritestin kohteena olevan näytteen laajentumisen.
Dilatometritestaus nykyaikaisilla laser- tai optisilla laitteilla voi olla erittäin herkkä ja mitata pieniä äänenvoimakkuuden muutoksia. Jotkut laserdilataattorit toimivat esimerkiksi siirtämällä lasersäde toistuvasti testikappaleen päälle, ja laserreseptori mittaa pienet muutokset tuloksena olevan varjon halkaisijassa. Optinen dilatometri käyttää tyypillisesti herkkää digitaalikameraa tallentaakseen pieniä muutoksia esineen tai aineen koossa. Tästä on lisäetuna se, että se on kosketukseton järjestelmä, jota voidaan käyttää kohteisiin tai aineisiin, jotka on mitattava ilman fyysistä käsittelyä.