Nhiệt kế là thiết bị được thiết kế để đo nhiệt độ . Có nhiều loại nhiệt kế, nhưng tất cả đều hoạt động dựa trên cùng một nguyên lý. Thông thường, chúng ta sử dụng các vật liệu đo nhiệt, là những vật liệu có tính chất thay đổi theo nhiệt độ. Nếu nhiệt độ của một vật thay đổi, hình dạng và kích thước của nó cũng thay đổi. Hầu hết các nhiệt kế sử dụng các vật liệu giãn nở hoặc co lại khi nhiệt độ thay đổi.
Đồng hồ đo Loại thường được sử dụng ngày nay bao gồm một ống thủy tinh, bên trong có chứa cồn hoặc 
thủy ngân ở giữa ống. Khi suhu Khi nhiệt độ tăng, cồn hoặc thủy ngân trong bình giãn nở, làm tăng chiều dài cột cồn hoặc thủy ngân. Ngược lại, khi nhiệt độ giảm, chiều dài cột cồn hoặc thủy ngân giảm. Bên ngoài ống thủy tinh có các con số biểu thị thang đo của nhiệt kế. Con số được chỉ định ở đỉnh cột cồn hoặc thủy ngân cho biết nhiệt độ của vật cần đo.
Một loại nhiệt kế thông dụng khác là loại sử dụng dải lưỡng kim (hai kim loại khác nhau với tốc độ giãn nở khác nhau). Khi nhiệt độ tăng, một kim loại giãn nở nhiều hơn kim loại kia, khiến dải kim loại bị uốn cong. Thông thường, dải lưỡng kim có hình xoắn ốc, một đầu cố định và đầu kia được nối với kim chỉ thị. Khi nhiệt độ thay đổi, kim chỉ thị sẽ quay. Nhiệt kế sử dụng dải lưỡng kim thường được dùng làm nhiệt kế không khí tiêu chuẩn, nhiệt kế phòng, nhiệt kế lò nướng, v.v.
Các loại nhiệt kế chính xác hơn thường sử dụng các đặc tính điện của vật thể. Ví dụ, nhiệt kế điện trở đo sự thay đổi điện trở của một cuộn dây mỏng hoặc một hình trụ bằng tinh thể cacbon hoặc germani. Vì điện trở thường có thể được đo chính xác, nên nhiệt kế điện trở có thể đo nhiệt độ chính xác hơn so với nhiệt kế thông thường.
