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.