Bei den meisten Stoffen nimmt die Dichte bei Erwärmung ab. Ein Stoff zeigt eine Dichteanomalie, wenn sich seine Dichte bei Temperaturabnahme verringert, der Stoff sich also bei Abkühlung ausdehnt (negative Wärmeausdehnung).
Wasser ist der bekannteste Stoff, bei dem eine solche Anomalie auftritt ("Anomalie des Wassers"): Das Eis schwimmt auf dem flüssigen Wasser.
Dichteanomalien treten ebenso bei den chemischen Elementen Antimon, Bismut, Gallium, Germanium, Lithium und Silicium auf, ebenfalls bei Legierungen wie Woodsches Metall.