温度計は大きく分けて接触式と非接触式に分けられます。接触式はセンサーとして液体、バイメタル、圧力、電気抵抗、ICなどが使われます。液体式はガラス管の中にアルコール、水銀、ペンタン、クレオソートなどが封入され、液体の熱膨張による液面の変化で温度を測定します。棒状温度計などともと呼ばれ、精密な測定には水銀が使用されます。
バイメタル式は温度による膨張率が違う２枚の金属を貼り合わせ、その曲がり方の変化で測ります。一般家庭で壁掛けでよく使用され、時計のような丸い形で指針が動くタイプです。圧力式は液体（水銀など）や気体の圧力が温度によって変化することを利用したものです。温度を測る感音筒から導管、目盛板や指針を取り巻くブルドン菅までが液体や気体で満たされ、圧力の変化により指針を動かします。
電気抵抗式は温度によって電気抵抗が変化することを利用したもので抵抗には白金、コバルトなどが使用されます。IC式は温度センサーにICを使用し、コンピュータや電気製品の回路に組み込まれ、監視、制御します。非接触式には放射温度計、二色温度計、サーモグラフィなどがあります。放射式とサーモグラフィは物体が放射する赤外線を測定します。
赤外線は高温になる程放射量も多くなるため、赤外線センサーでその量を測定し測ります。二色温度計はそれぞれの色の波長は温度によりその輝度が変化することを利用したものです。非接触式は高速で正確に遠くのものも温度が測定できますので、大勢の中から発熱患者を探したり、遠くのものの温度を測る等で利用されています。