O型圈的结构、摩擦副材料的热力性以(例如导热系数、线膨胀系数和散热系数等)的差异以及O型圈各点温度不均匀是产生热变形的根本原因,破坏了密封端面的平行。对于具体的结构和材料,不仅是径向温度差,就是轴向温度差也能影响密封的缝隙形状。为了说明这个问题,假设有个圆筒型O型圈,密封端面处于高温介质(因摩擦使温度升高)中,下端是大气端。这是实际工作中经常出现的情况。由于两端温度不同,高温段的直径膨胀量必定大于大气端,使密封端面的内径高于外径,运转中呈收敛形缝隙。

沿密封端面的温度梯度也能改变密封端面的缝隙形状。沿密封端面处,外缘接触高温介质,内缘向大气散热,而温度较低。由于存有温度梯度造成外缘热膨胀大于内缘的热膨胀量,终形成扩散形状的缝隙。

热变形量的大小,除了前面谈的影响因素外,还与密封端面的温度差有很大关系。如带急冷水的高温油泵机械密封,沿径向和轴向的温度梯度都很大,变形量当然也大。选择导热性能良好和线膨胀系数小的材料制造O型圈,对减少密封端面的热变形是有利的。此外,密封端面的宽度也是重要因素。选择较窄的密封端面不但能减少摩擦热的产生,还能减少热变形量,因为其变形量与密封端面宽度成正比。