單磁鐵表面溫度計屬于雙金屬溫度計。它的工作原理是基于固體受熱膨脹的原理，把兩片膨脹系數差異很大的金屬片焊在一起。當溫度變化時，差異很大的膨脹系數造成了不同的膨脹和收縮，致使金屬片產生彎曲變形。根據不同的變形而產生不同的轉動量，轉動量帶動連接的轉軸和另一端的指示針，指示出了溫度。

它的背面有一個磁鐵，牢牢吸附在被測介質上，由此得名單磁鐵表面溫度計，測溫時，只要把單磁鐵表面溫度計吸附在清潔的被測金屬表面，等待約15分鐘的反應時間，這個時間刻度盤上指示的溫度即為被測介質的表面溫度。這一簡單省力的測溫方法是單磁鐵表面溫度計的亮點之一。單磁鐵表面溫度計一般用在管道、或者是模具制造的環境里。