ترکیب مواد از اندازه گیری چرخ های زمینی نقش مهمی در نحوه واکنش آنها به نوسانات دما دارد. هنگام طراحی این چرخ ها، سازندگان مواد با ضریب انبساط حرارتی پایین را در اولویت قرار می دهند، به این معنی که مواد با تغییرات دما منبسط یا منقبض نمی شوند. موادی مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ و مواد کامپوزیتی خاص به دلیل پایداری حرارتی، اغلب در اجزای ساختاری اندازه‌گیری چرخ‌های زمین استفاده می‌شوند. این مواد به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر تغییرات محیطی بدون تغییرات ابعادی قابل توجه مقاومت کنند، که تضمین می‌کند که چرخ اندازه‌گیری یک محیط ثابت و عملکرد دقیق را حفظ می‌کند. استفاده از این مواد خطر خطاهای اندازه گیری ناشی از اعوجاج های ناشی از دما در ساختار چرخ را به حداقل می رساند، که به ویژه در کاربردهای دقیق مانند نقشه برداری، ساخت و ساز و سایر مصارف صنعتی مهم است.
خود چرخ معمولاً از یک آج ساخته شده از مواد انعطاف پذیرتر مانند لاستیک، پلاستیک یا الاستومرهای تخصصی تشکیل شده است. این مواد دارای درجه خاصی از انعطاف پذیری هستند که به چرخ اجازه می دهد تا با تغییرات جزئی اندازه به دلیل اثرات حرارتی سازگار شود. به عنوان مثال، لاستیک تمایل به حفظ کشش حتی زمانی که در معرض دماهای پایین یا بالا قرار دارد، دارد. با این حال، انعطاف‌پذیری مواد آج به چرخ اندازه‌گیری اجازه می‌دهد تا علی‌رغم انبساط یا انقباض اجزای چرخ، توانایی خود را برای گرفتن موثر سطح حفظ کند. مواد آج به دقت انتخاب شده است تا انعطاف پذیری، کشش و دوام را متعادل کند و در عین حال دمای افراطی را در نظر بگیرد.
چرخ‌های زمینی با کیفیت بالا اغلب دارای عناصر طراحی جبران‌کننده هستند تا اثرات انبساط یا انقباض حرارتی بر عملکرد چرخ را به حداقل برسانند. این طرح‌ها ممکن است شامل اجزای قابل تنظیم مانند تلسکوپی یا توپی‌های قابل گسترش باشد که اجازه می‌دهد قطر یا دور چرخ را برای سازگاری با اثرات حرارتی تغییر دهد. این تضمین می کند که چرخ ثبات هندسی خود را حفظ می کند و با وجود تغییرات دما، اندازه گیری ها دقیق باقی می مانند. برخی از چرخ‌های اندازه‌گیری نیز با ویژگی‌هایی طراحی شده‌اند که می‌توانند کشش ثابتی را روی قاب یا توپی چرخ حفظ کنند، که به جلوگیری از تاب برداشتن یا اعوجاج ساختار چرخ به دلیل تغییرات حرارتی کمک می‌کند.
برای اطمینان از دقت در شرایط محیطی مختلف، بسیاری از چرخ‌های زمین اندازه‌گیری پیشرفته کالیبره شده‌اند تا اختلافات احتمالی ناشی از نوسانات دما را در نظر بگیرند. سازندگان ممکن است نمودارهای کالیبراسیون یا دستورالعمل های جبرانی را برای کاربران ارائه دهند تا اندازه گیری ها را بر اساس دمای محیط تنظیم کنند. به عنوان مثال، کاربری که در سرمای شدید کار می کند ممکن است یک ضریب تصحیح را برای محاسبه انقباض جزئی قطر چرخ اعمال کند، در حالی که در آب و هوای گرم، کاربر ممکن است هر گونه انبساط مواد چرخ را تنظیم کند. برخی از مدل‌های دیجیتال رده بالای چرخ‌های اندازه‌گیری، جبران دمای خودکار را ارائه می‌کنند که به کاربر اجازه می‌دهد دما را در زمان استفاده وارد کند و سیستم قرائت‌ها را بر این اساس تنظیم می‌کند.
در حالی که اکثر چرخ‌های زمین اندازه‌گیری برای کنترل نوسانات دما طراحی شده‌اند، تغییرات شدید یا سریع دما همچنان می‌تواند بر دقت اندازه‌گیری تأثیر بگذارد. قرار گرفتن در معرض گرما باعث انبساط موادی مانند لاستیک یا پلاستیک می شود که منجر به افزایش دور چرخ می شود. دمای سرد می تواند باعث انقباض مواد شود که منجر به قطر چرخ کمی کمتر می شود. این می تواند خطاهای جزئی در اندازه گیری ایجاد کند، به ویژه در فواصل طولانی. به عنوان مثال، انبساط جزئی چرخ در اثر گرما می تواند باعث شود چرخ کمی بیشتر از آنچه در نظر گرفته شده بود، زمین را بپوشاند، در حالی که انقباض در شرایط سرد می تواند منجر به دست کم گرفتن مسافت طی شده شود.
