Do latim dilatatĭo, dilatação é a acção e o efeito de dilatar ou de se dilatar. O verbo dilatar, por sua vez, refere-se a tornar maior, estender ou alargar/ampliar algo; a propagar; ou a diferir a realização de uma acção.
Para a medicina, a dilatação é o procedimento ou o resultado de aumentar o calibre de um conduto, de um orifício ou de uma cavidade. A dilatação do colo uterino, por exemplo, é uma parte indispensável do trabalho de parto. Tem lugar quando as contracções se tornam mais frequentes e são mais intensas. O período de dilatação pode durar até 18 horas e finaliza quando o colo do útero alcança uma dilatação de dez centímetros, o que é suficiente para que a mulher empurre e o bebé possa sair do útero e chegar até ao exterior.
A dilatação da pupila, por sua vez, é a resposta desta parte do olho face a um estímulo. Um músculo situado na iris encarrega-se de dilatar a pupila de acordo com a ordem do sistema nervoso simpático. As pupilas podem dilatar-se quando a luz é escassa, face a uma situação de stress ou por acção de um medicamento. Quando uma pupila se dilata (isto é, aumenta o seu diâmetro), fala-se de midríase.
No âmbito da física, a dilatação é o aumento da longitude, a superfície ou o volume de um corpo devido à separação das suas moléculas pela diminuição da sua densidade. A dilatação térmica, neste sentido, ocorre perante o aumento de temperatura de um corpo, como quando se expandem as vias ferroviárias.