利用固體、液體和氣體在溫度影響下熱脹冷縮的現象；在體積不變的情況下，氣體(或蒸汽)的壓力因溫度的不同而變化；熱電效應的作用；電阻隨著溫度的變化而變化；熱輻射等的影響。
1.氣體溫度計:常用氫氣或氦氣作為測溫材料，因為氫氣和氦氣的液化溫度很低，接近絕對零度，所以它的測溫範圍很廣。這種溫度計準確度高，多用於精密測量。
2.電阻溫度計:可分為金屬電阻溫度計和半導體電阻溫度計，兩者都是根據電阻隨溫度變化的特性制作的。金屬溫度計主要由鉑、金、銅和鎳等純金屬以及銠、鐵和磷青銅的合金制成。半導體溫度計主要使用碳和鍺。電阻溫度計使用方便可靠，已被廣泛應用。其測量範圍約為-260℃至600℃。
3.熱電偶溫度計:是工業上廣泛使用的壹種溫度測量儀器。由熱電現象構成。兩根不同的金屬絲焊接在壹起形成工作端，另兩端與測量儀器連接形成電路。當工作端置於待測溫度時，當工作端與自由端的溫度不同時，就會出現電動勢，所以電路中有電流通過。通過測量電量，可以利用已知地點的溫度來測量另壹個地點的溫度。適用於測量溫差較大的兩種物質之間的高溫低濁。壹些熱電偶可以測量高達3000℃的高溫，而另壹些可以測量接近絕對零度的低溫。
4.指針式溫度計:是壹種形似儀表盤的溫度計，又稱溫度計，用於測量室溫，利用金屬熱脹冷縮的原理制成。它使用雙金屬作為溫度傳感元件來控制指針。雙金屬片通常用銅片和鐵片鉚接在壹起，銅片在左邊，鐵片在右邊。由於銅的熱脹冷縮作用比鐵明顯得多，當溫度升高時，銅片拉動鐵片向右彎曲，指針在雙金屬的帶動下向右偏轉(指向高溫)；相反，當溫度變低時，指針在雙金屬的驅動下向左偏轉(指向低溫)。