Nhiệt kế hoạt động dựa trên hiện tượng: sự giãn nở vì nhiệt của các chất. Ống quản ở gần bầu đựng thuỷ ngân có một chỗ thắt, có tác dụngngăn không cho thuỷ ngân tụt xuống bầu khi đưa nhiệt kế ra khỏi cơ thể. Nhờ đó mà có thể đọc được nhiệt độ của cơ thể.
Hoạt động của nhiệt kế dựa vào nguyên tắc nở vì nhiệt của các chất (thủy ngân, dầu hay rượu)
Nhiệt kế y tế có đặc điểm chỗ gần bầu, ống quản thắt lại. Cấu tạo như vậy có tác dụng: khi lấy nhiệt kế ra khỏi cơ thể, thuỷ ngân gặp lạnh co lại bị bịt ở chỗ thắt không tụt về bầu được, nhờ đó ta có thể đọc được chính xác nhiệt độ cơ thể.