Cet instrument se compose d'un socle en bois, d'une cuve à alcool, d'un cadran gradué en arc de cercle et d'une tige métallique. Cette tige est maintenue fixe à une extrémité par une vis tandis que l'autre extrémité est libre et en contact avec le petit bras d'une aiguille mobile sur le cadran. Au dessous de la tige métallique se trouve un réservoir cylindrique dans lequel on brûle de l'alcool. La tige est chauffée et s'allonge progressivement. Cet allongement est mesuré grâce à l'aiguille sur le cadran qui monte au fur est à mesure de la chauffe.

Un dilatomètre est un appareil d'analyse thermique servant à mesurer la dilatation linéaire d'un solide (en particulier des métaux) en fonction de la température. Pour cela, une tige métallique (par exemple)est placée sur le dilatomètre. Les flammes, placées sous celle-ci grâce à la cuve à alcool, la chauffent et la dilatent. Cette dilatation entraîne le mouvement de l'aiguille sur le cadran gradué.