熱力膨脹閥又稱溫度自動膨脹閥.這種型式的膨脹閥在氟利昂制冷系統中得到普遍使用，如風冷式凍結間、冰激凌保藏箱以及空調裝置等，很少用于氨制冷系統。這是一種有自動控制功能的制冷劑節流裝置。它以蒸發器出口制冷劑蒸氣的過熱度作為控制信號，通過包扎在蒸發器出口管壁上的感溫包中感溫工質的壓力變化予以響應，由推桿推動閥針開大關小，自動調節向蒸發器供液的流量.提供與需制冷環境熱負荷相對應的制冷能力。
熱力膨脹閥是用流量的變化調節蒸發器出口制冷劑蒸氣的過熱度，而不是調節蒸發溫度。熱力膨脹閥的優點是當蒸發器負荷變化時，可以自動調節制冷劑液體的流量，以控制蒸發器出口處制冷劑的過熱度。熱力膨脹閥由蒸發器出口處的溫度控制，主要有兩種類型:內平衡式和外平衡式。
1內平衡式熱力膨脹閥。在內平衡式熱力膨脹閥中，來自感溫包(感溫包裝在蒸發器出口處，用于感受出口處蒸氣的溫度)的蒸氣(或液體)壓力作用在膜片的一側，蒸發器入口處的制冷劑蒸氣壓力作用在膜片的另一側，膜片與針閥連接，以便按蒸發器出口處制冷劑的溫度調節制冷劑流量。
熱力膨脹閥的特性取決于蒸發壓力、彈簧壓力和感溫元件的性能。感溫包內工質的充注形式有多種，如液體充注式、交叉充注式、氣體充注式、吸附充注式等。
2)外平衡式熱力膨脹閥。制冷劑流經蒸發器時產生壓力降，使蒸發器出口處的制冷劑飽和溫度低于入口處的飽和溫度。如果使用內平衡膨脹閥，隨著制冷劑壓力的下降，在出口處將有一個較大的過熱度。這意味著蒸發器中有更多的傳熱面積用于過熱蒸氣，降低了蒸發器傳熱面的利用率。外平衡式熱力膨脹閥的出現，解決了這個問題。外平衡式熱力膨脹閥有一條外部連接管，將膜片下部的空間與蒸發器出口相連.從而使膨脹閥所提供的過熱度與蒸發器出口處的飽和溫度相適應。
