雙金屬溫度計是利用兩種不同金屬在溫度改變時膨脹程度不同的原理工作的。工業用雙金屬溫度計主要的元件是一個用兩種或多種金屬片疊壓在一起組成的多層金屬片。為提高測溫靈敏度，通常將金屬片制成螺旋卷形狀。當多層金屬片的溫度改變時，各層金屬膨脹或收縮量不等，使得螺旋卷卷起或松開。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由轉動的指針相連，因此，當雙金屬片感受到溫度變化時，指針即可在一圓形分度標尺上指示出溫度來。這種儀表的測溫范圍是-50/500℃。這種溫度計和棒狀的玻璃液體溫度計的用途相似，但可使用在機械強度要求更高的條件下。

玻璃溫度計是根據水銀、酒精、甲苯等工作液體具有明顯熱脹冷縮的物理性質制成的。水銀玻璃溫度計由測溫包、膨脹細管和標尺等部分組成，一般有內標式和外標式（又稱棒式）兩種。內標式水銀溫度計的標尺分格刻在置于膨脹細管后面的乳白色玻璃板上。該板與溫包一起封在玻璃保護外殼內。通常用于測量給水溫度、回水溫度、省煤器出口水溫,以及空氣預熱器進出口空氣溫度。外標式水銀溫度計具有較粗的玻璃管，標尺分格直接刻在玻璃管的外表面上，適合于實驗室中測量液體和氣體的溫度。在水銀溫度計的膨脹細管內插入兩根導線，當溫度到達額定值時，水銀將導線接通，由于電流的作用帶動控制系統，或者使信號裝置發出聲光警報。