双金属温度计的感温元件是双金属片。双金属片是将膨胀系数差别比较大的两种金属焊接在一起的双层金属片，一端固定，一段自由。当温度升高时，膨胀系数大的金属片的伸长量大，致使整个双金属片向膨胀系数小的金属片的一面弯曲。温度越高，弯曲程度越大。也就是说，双金属片的弯曲程度与温度的高低有对应的关系，从而可用双金属片的弯曲程度来指示温度。 通常，将双金属片中膨胀系数小的一层称为被动层，将膨胀系数大的一层称为主动层。
　　其他膨胀式：
　　1、金属电阻温度表
　　利用金属电阻随温度变化的原则制成的温度表。常用的金属丝有铂、镍和铜三种，阻值在几十欧到一百欧之间。其中铂电阻丝的稳定性最好，可用它制作标准温度表。电阻温度表可以用于遥测。
　　2、热敏电阻温度表
　　其感应元件由几种金属氧化物混合焙烧而成。可为棒状、球状或片状。其阻值可达几十千欧，电阻的温度系数大，仪器的灵敏度高于金属电阻温度表，被广泛应用于遥测。热敏电阻的外表必须绝缘，防止在高湿时漏电。
　　3、温差电偶温度表
　　利用温差电现象制成。温差电现象是指在两种不同导体所组成的封闭回路中，若导线连接处的温度不同就会产生电流的一种现象。温差电偶温度表由于构造简单，分度便利，常用于梯度观测及空气、土壤和水温的测定。目前在日射仪器及小气候观测中也被广泛应用。
　　4、石英晶体温度表
　　选择石英晶体某种切片平面的方向，使石英晶体薄片具有振荡频率和温度成线性关系的特性，用这种切型的石英晶体作为测温元件制成的温度表。它的优点是:可以直接数字输出，有较高的分辨率(可达10-3°C)。 测量大气温度时，感应元件需遮蔽，以防止各种形式辐射的影响，如百叶箱和阿斯曼干湿表外管等。同时，防辐射设备必须保持良好的通风，尽量减小对自然状况的干扰。
　　5、气压测量仪器
　　常用的有水银气压表和空盒气压表两种。
　　水银气压表 将一支一端封闭的玻璃管抽成真空，注满水银，再将开口一端插入水银槽中，以水银槽平面到管内水银柱顶的高度来测量大气压力。水银柱高度必须以温度为0°C、重力加速度为9.80665米/秒2的情况下所具有的高度为标准。当测量气压时，温度和重力加速度与上述情况不符，则必须对由此引起的偏差加以订正。1810年，法国J.福丁发明福丁式水银气压表，气压表的玻璃管外配有测量水银柱高度的铜管标尺(图2)。 水银气压表测量精度较高，性能稳定，常作为标准气压表。