‌金属膨胀节的工作原理基于物理学中的热胀冷缩现象。‌当管道中的介质温度升高时，金属管道会随之膨胀，反之温度降低时，管道会收缩。这种膨胀和收缩会使管道产生位移或变形。金属膨胀节通过其波纹管的弹性形变吸收管道的轴向、横向或角向位移，从而减少管道系统的应力，保持系统的稳定性。‌

金属膨胀节的核心部件是波纹管，通常采用不锈钢或合金钢材料制造。波纹管的设计决定了膨胀节的性能，其多层设计不仅提高了膨胀节的耐压性，还赋予其良好的弹性和伸缩性。导管和接头确保膨胀节能牢固地安装在管道中，并能够承受来自外部的机械力。限位装置用于控制膨胀节的位移范围，确保其在设计的允许范围内工作。