Биметалната пластина се състои от два метала с различен коефициент на температурно разширение (α1≠α2), които са свързани помежду си чрез запояване, заваряване или съвместно валцоване. Слоят метал с по-голям коефициент на температурно разширение се нарича активен, а този с по-малко – пасивен. При загряване двата слоя на биметалната пластина се разширяват различно, следствие на което тя се огъва в посока пасивния слой. При охлаждане огъването е в обратна посока. Най-характерният показател на биметалната пластина е нейната чувствителност, т.е големината на деформацията, която се получава при изменение на температурата с 1°С. За голяма чувствителност трябва да бъдат изпълнени следните условия:
коефициентите α1 и α2 да се различават значително
материалите, от които е изработена пластината, да могат да се свързват с гарантирана сигурност.
използваните материали да имат голяма еластичност
ако пластината е предназначена за работа при висока температура и двата слоя да бъдат термоустойчиви.