雙金屬溫度計是基于固體熱膨脹原理構建的。當測量溫度時，通常將具有相對較大膨脹系數的兩個金屬板疊置并焊接在一起，以形成雙金屬溫度感測元件。當溫度變化時，由于雙金屬片的兩種不同材料的線性膨脹系數的相對較大差異而發生不同的膨脹和收縮，從而導致雙金屬片經歷彎曲變形。旋轉量取決于變形量，旋轉量驅動連接的軸，而軸則驅動指針的另一端，因此指針只能在正確的讀數上顯示溫度。

雙金屬溫度計原理圖1（雙金屬加熱原理圖）

根據雙金屬溫度計的原理，根據其形狀，雙金屬溫度計的溫度傳感元件可以分為兩種類型：扁平螺旋型和線性螺旋型。

雙金屬溫度計的原理決定了其優異的抗沖擊性，可廣泛用于各種工業生產和設備中。溫度感測元件的長度取決于溫度計的溫度范圍。