温度計的工作原理是利用固體、液體、氣體受温度的影響而熱脹冷縮的現象在定容條件下，氣體(或蒸氣）的壓強因區別温度而變換熱電效應的作用電阻隨温度的變換而變換熱輻射的影響等。不同温度計工作原理不同。
氣體温度計：多用氫氣或氦氣作測温物質，因為氫氣和氦氣的液化温度很低，接近於絕對零度，故它的測温範圍很廣。這種温度計精確度很高，多用於精密測量。
電阻温度計：分為金屬電阻温度計和半導體電阻温度計，都是根據電阻值隨温度的變化這一特性製成的。它的測量範圍為-260℃至600℃左右。
温差電偶温度計：是一種工業上廣泛應用的測温儀器。利用温差電現象製成。兩種不同的金屬絲焊接在一起形成工作端，另兩端與測量儀表連接，形成電路。把工作端放在被測温度處，工作端與自由端温度不同時，就會出現電動勢，因而有電流通過迴路。通過電學量的測量，利用已知處的温度，就可以測定另一處的温度。
指針式温度計：是形如儀表盤的温度計，也稱寒暑表，用來測室温，是用金屬的熱脹冷縮原理製成的。
玻璃管温度計：玻璃管温度計是利用熱脹冷縮的原理來實現温度的測量的。由於測温介質的膨脹係數與沸點及凝固點的不同，所以我們常見的玻璃管温度計主要有：煤油温度計、水銀温度計、紅鋼筆水温度計。
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