膨脹式溫度計的測溫是基于物體受熱時產生膨脹的原理，可分為液體膨脹式和固體膨脹式兩種，如壓力式溫度計、電阻溫度計、熱電偶、輻射式溫度計等還有很多其他的特殊的溫度計。日常生活中我們常用的膨脹式溫度計，它是利用物質的熱漲冷縮的原理來制造的。膨脹式溫度計中表示溫度的物質有液體的和固體的，有金屬的和非金屬的。

如雙金屬溫度計就是用兩片熱膨脹系數不同的金屬片作成的，工作原理是一端受熱膨脹時，帶動指針旋轉，工作儀表便顯示出所應的溫度值。

但我們看到的絕大多數是液體介質的膨脹式溫度計，其結構一般為密封的玻璃管中裝有膨脹介質，介質的材料一般有水銀、酒精、煤油等液體。為了能夠看得清晰，酒精、煤油常常染成紅顏色。為了使介質能夠在溫度很低是聚集在一起，玻璃管裝介質的一端做成了玻璃泡，使大部分介質裝在里面。當溫度升高時，膨脹的介質沿著細管上升，溫度升得越高，介質升的越多，并可以從玻璃管上的刻度看出來，從而表示了溫度的高低。