Termometreler ince cam borudan yapılır. Borunun alt ucu şişkincedir, buraya alkol ya da civa doldurulur. Üzerinde derece çizgileri bulunan ince uzun kısmın içindeki hava boşaltılır, sonra ağzı kapatılır. Böylece ısı arttığı zaman tüpün içindeki sıvı genleşir ve yavaş yavaş yükselir.
Meteorolojide Celsius, Fahrenheit veya Kelvin gibi değişik ölçekler termometrelerde kullanılmaktadır. Termometreler, değişen sıcaklık karşısında sıvıların hacim değiştirmesi mantığına dayanır. En fazla kullanılan termometreler civalı termometrelerdir. Sıcaklığın çok düşük olduğu yerlerde ise donma sıcaklığı daha düşük olan alkollü termometreler tercih edilir.
En sık rastlananı cıvalı termometredir. Bu çok küçük kesite sahip ve üst ucu kapalı bir tüpten ibarettir. Alt ucundaysa içinde cıva bulunan küresel veya silindirik bir hazne bulunur. Isıtılmasıyla, cıva genişler ve tüpte yükselir. Tüpün kesitinin küçük olmasından dolayı az bir hacim büyümesinde cıvanın yükselmesi oldukça fazladır. Termometre iki sabit nokta arasında kalibre edilir. Bunlar suyun donma noktasıyla kaynama noktasıdır. Normal atmosfer basıncında (760 mm cıva basıncı) bu iki nokta arasındaki mesafe Celsius termometresinde 100 eşit parçaya bölünür. Bunların her biri bir Centigrad'ı (1°C) gösterir. Fahrenheit ölçüsündeyse bu 180 eşit parçaya bölünür. Bunların her biriyse Fahrenheit'i (1°F) gösterir. Bu ölçümde, suyun donma ve kaynama noktası sırayla 32°F ve 212°F olarak belirlenir. Réaumur ölçümündeyse bu noktalar 0°R ve 80°R olarak isimlendirilir. Ara da 80 parçaya bölünür. Cıva -39°C'de donduğu için çok düşük sıcaklıkların ölçümü için uygun değildir. Bu tür olanlar donma noktası düşük olan renkli alkolle doldurulmuştur. Ulaşılabilecek en düşük sıcaklık mutlak sıfır olup, 273,16°C'dir. Mutlak sıfırdan başlayan bir ölçü de Kelvin'dir, yani -273,16°C = 0°K'dır.


CELSİUS
Celsius ölçeği, 1742'de İsveçli astronom Anders Celsius'un ismiyle adlandırılmış bir sıcaklık ölçme birimidir.

Celsius çevirim formülleri
ilk ölçek çevrilen ölçek formül
Celsius Fahrenheit °F = °C × 1.8 + 32
Fahrenheit
Celsius °C = (°F � 32) / 1.8
Celsius Kelvin K = °C + 273.15
Kelvin
Celsius °C = K � 273.15
Sıcaklık değerlerini birbirine çevirmek için

Celsius ölçeğine göre, suyun üçlü noktası (aynı anda katı, sıvı ve gaz halinde bulunabildiği sıcaklık: triple point) 0,01 °C (veya 273,16 K) olarak tanımlanır. (Bu tanımla, daha önce referans alınan suyun donma noktası 273,15 K'dir, ancak üçlü noktanın ölçümü çok daha kesin bir şekilde yapılabilmektedir). Bir derece Celsius (1°C) ise, mutlak sıfır ile suyun üçlü noktasının farkının 1/273,16'sı olarak tanımlanmıştır. İlk olarak Anders Celsius tarafından önerilen buzun erime noktası ile suyun kaynama noktası arasında 100 derecelik bir sıcaklık ölçeği düşüncesi, 1954 yılında daha kesin sonuç vermesi amacıyla bu şekle getirilmiştir. Bu değişiklik ve Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler konferansının son kararları doğrultusunda (°C) birimindeki C sembolü santigrat olarak değil Celsius şeklinde okunacak. Yani (°C) nin doğru okunuşu "derece Celsius" şeklindedir.

FAHRENHAYT

Geniş bir kullanım alanı olan sıcaklık ölçek sistemlerinden birisi. Cıvayı ilk defa termometrik bir araç olarak kullanan Alman Fizikçi D. G. Fahrenheit tarafından geliştirilmiştir. Bu ölçeğe göre suyun donma noktası 32 °F, kaynama noktası ise 212 °F olarak belirlenmiş ve bu iki nokta arası 180 eşit parçaya bölünmüştür. Bu ölçek sistemi daha hassas olduğundan ve tam dereceleri okumada daha sağlıklı değerler verdiğinden meteorolojide ve iklim biliminde kullanılması daha akılcıdır. Ülkemizde, Fahrenhayt sıcaklık ölçeği yerine Santigrat derece kullanılmaktadır.

KELVİN
K harfi ile gösterilen ve birim aralığı Santigrat (Celsius) derecesiyle aynı olan, ancak sıfır noktası olarak mutlak sıfırı (�273.15°C) alan sıcaklık ölçüsü birimi. İsmini, termodinamikteki mutlak sıfır kavramını ilk kez gazlardan tüm maddelere uygulayan İskoç asıllı bilim adamı Lord Kelvin'den (1824-1907) alır. 1954'teki onuncu Ağırlık ve Ölçüler Genel Konferansı'nda (Conférence Générale des Poids et Mesures) suyun üçlü noktasının termodinamik sıcaklığının (mutlak sıfırla olan farkının) 273.16'da biri olarak tanımlanmıştır.
Santigrat derecesi sıfır noktasını suyun donma noktası olarak aldığından, 0°C 273.15K'e eşit olur. Benzeri şekilde Santigrat derece olarak ifade edilen herhangi bir sıcaklığı kelvine çevirmek için söz konusu değere 273.15 eklenir. Örneğin: 22°C=295.15K (22+273.15)
Kelvin sıcaklık birimi 1967'deki 13. Ağırlık ve Ölçüler Genel Konferansı'ndan beri "derece" sözcüğü kullanılmadan tanımlanmakta ve dolayısıyla derece işareti(°) olmadan yazılmaktadır.

CİVALI VE İSPİRTOLU TERMOMETRELER

Her zaman karşılaşılan sıcaklıkları ölçmek için yeterli olan civalı ve ispirtolu termometrelerin ölçme alanı çok dar ve sınırlıdır. Daha düşük sıcaklıkları ölçmek için tolüen ve pentan gibi değişik sıvılar kullanılır. Yüksek sıcaklıklar gazlı termometrelerle ölçülür. Çok incelik isteyen sıcaklık ölçümlerinde, laboratuvarlarda elektrik dirençli termometreler ve termoelektrik termometreler kullanılır.

AZOTLU TERMOMETRE

Azotlu termometre ile 1600 dereceye kadar olan sıcaklıklar ölçülebilir. Bunun üstündeki sıcaklıkları ölçmek için pirometrelerden yararlanılır. Bu âletin, sıcaklığı ölçülecek cisme değmesine gerek yoktur, yalnızca cismin ışımasını ölçmesi yeterlidir.

TERMOSTAT

Termostat, kapalı bir ortamda termometrenin verilerine dayanarak sıcaklığı sabit tutan bir âlettir. Üzerinde, istenilen sıcaklığı elde etmek için ayarlanabilen bir düğmesi vardır; bir ısıtma aygıtına elektrikle bağlanan termostat,, aygıtın verdiği sıcaklığı arttırmağa ya da azaltmağa yarar.

METAL TERMOMETRELER
Civalı ve alkollü termometrelerin ölçemediği yüksek sıcaklıkları ölçmede kullanılır.fırın ve fabrikalarda 1600°C ye kadar olan yüksek sıcaklıkları ölçebilir.

SIVILI TERMOMETRELER
Sıvılı termometreler civa ve renklendirilmiş alkol kullanılarak yapılan termometrelerdir.Termometrelerin ölçüm yapabilecekleri sıcaklık aralıkları vardır.Bu sıcaklık aralığı termometrede kullanılan sıvının donma ve kaynama sıcaklıkları arasıdır.
Donma sıcaklığı Kaynama sıcaklığı
Civa -39°C 357°C
Alkol -115°C 78°C
Yukarıdaki tabloda gösterildiği gibi civalı termometrelerde -39°C ile 357°C ler arası alkollü termometrelerde ise -115°C ile 78°C arası sıcaklık değerleri ölçülebilir.
Dolayısıyla hava sıcaklığının kutuplarda -50°C lere düştüğünü civalı termometreyle,kaynamakta olan suyun sıcaklığını da alkollü termometreyle ölçemeyiz.

HASTA TERMOMETRESİVücut sıcaklığını ölçmede kullanılan civalı termometredir.35°C ile 42°c sıcaklıklar arası 1/10 duyarlılıktan ölçülebilir.yani bu termometrelerle 0,1°C lik sıcaklık değişmeleri ölçülebilir. Hasta termometresindeki boğum,ölçüm yapılırken civanın hazneye hemen dönmemesi için konulmuştur.

GAZLI TERMOMETRELER
Gazlar, sıvılara göre, sıvılarda da katı maddelere göre sıcaklığa karşı daha duyarlıdır.Bu nedenle gazlı termometreler çok hassas sıcaklık ölçümlerinde kullanılır.