Cấu trúc cơ bản của nhiệt kế bao gồm bóng đèn thủy tinh (bóng đèn{0}}cảm biến nhiệt độ), ống mao dẫn, vạch chia tỷ lệ, chất lỏng cảm biến nhiệt độ-(chẳng hạn như thủy ngân hoặc rượu) và vỏ ngoài. Ví dụ, nhiệt kế thủy ngân biểu thị nhiệt độ bằng cách sử dụng sự giãn nở nhiệt và co lại của thủy ngân bên trong bầu thủy tinh, khiến nó tăng giảm trong ống mao dẫn.
Cấu trúc cơ bản của nhiệt kế bao gồm phần tử cảm biến nhiệt độ{0}}, thiết bị chuyển đổi tín hiệu và mô-đun hiển thị. Ví dụ: trong nhiệt kế hồng ngoại, phần tử cảm biến nhiệt độ-là máy dò hồng ngoại, thiết bị chuyển đổi tín hiệu chuyển đổi tín hiệu bức xạ thành tín hiệu điện và mô-đun hiển thị xuất ra giá trị nhiệt độ.
