双金属温度计有两片膨胀系数不同的金属牢固的粘合在一起，其一端固定，另一端通过传动机构和指针相连。当温度变化时，由于膨胀系数不同，双金属片产生角位移，带动指针指示相应的温度。这便是双金属温度计的工作原理。 双金属温度计结构简单，价格便宜，使用方便，耐振动，没有水银温度计的"汞害"，刻度也比较水银温度计清晰，所以用得很广。
    先前的双金属温度计内部的双金属片与细长的传导杆是能够拆卸下来的，从保护套管里抽出的双金属是黑色的螺旋状的如同弹簧一样的结果，在螺旋中心里面有一根细长的不锈钢硬度很好地丝，其如同压力表指针下部的传导杆一样，其末端焊接在双金属的一端，双金属的另一端焊接在细杆上，当双金属受热后双金属产生扭力造成细杆转动。细杆的上端通过一个传导铜弹簧连接，传导弹簧的另一端是指针部分。细杆的受双金属的扭力转动后传导给弹簧，弹簧的扭力在传导给指针。指针下部安装了表盘，因此能够显示温度对应关系。
    现在的 双金属温度计把传导弹簧下部的部位密封到保护套管内，已经抽不出来了，目的是怕人为的造成扭力的变化。传导弹簧的位置就在保护套管连接活结与表盘结合处的位置，目的是一个软连接传递。在使用安装中如果用力过大会造成这个弹簧软连接部分出现应力变形，造成指示不准，因此安装中要注意力度的大小。双金属使用中最大的误差就是双金属的热传导对应的膨胀形变，其长期使用会有惰性的存在，造成指示不准。