工業用雙金屬溫度計的主要元件是雙金屬片。

雙金屬溫度計基于固體受熱膨脹原理，測量溫度通常是把兩片膨脹系數差異相對很大的金屬片疊焊在一起，構成雙金屬感溫元件。 當溫度變化時，因雙金屬片的兩種不同材料的線膨脹系數差異相對很大兒產生不同的膨脹和收縮，導致雙金屬片產生彎曲變形。根據不同的變形的量而產生不同的轉動量， 轉動的量帶動連接的轉軸，轉軸帶動另一端的指示針， 這樣指示指針就可以指在正確的讀數上， 指示出了溫度。

雙金屬溫度計原理圖一（雙金屬片受熱原理圖）見下：

根據雙金屬溫度計原理， 雙金屬溫度計的感溫元件的形狀又可以分為有平面螺旋型和直線螺旋型兩大類。

雙金屬溫度計原理圖二（雙金屬感應片形狀圖） 

根據雙金屬溫度計的原理， 雙金屬溫度計的工作結構見下圖：

雙金屬溫度計原理圖三（雙金屬溫度計分解圖）

雙金屬溫度計的測量溫度范圍大致為：-80℃ 到550℃， 但是極低和極高溫度的精度不高。 雙金屬溫度計的原理決定了雙金屬溫度計的抗震性好， 讀數方便， 廣泛適用于在各種工業生產和設備中。