基于固體受熱膨脹原理，測量溫度通常是把兩片線膨脹系數差異相對很大的金屬片疊焊在一起，構成雙金屬片感溫元件(俗稱雙金屬溫度計)。當溫度變化時，因雙金屬片的兩種不同材料線膨脹系數差異相對很大而產生不同的膨脹和收縮，導致雙金屬片產生彎曲變形。

　　在一端固定的情況下，如果溫度升高，下面的金屬B(例如黃銅)因熱膨脹而伸長，上面的金屬A(例如因瓦合金)卻幾乎不變。致使雙金屬片向上翹，溫度越高則產生的線膨脹差越大，引起的彎曲角度也越大。

　　目前實際采用的雙金屬材料及測溫范圍：100%以下，通常采用黃銅與34%鎳鋼;150℃以下，通常采用黃銅與因瓦合金;250℃以上，通常采用蒙乃爾高強度耐蝕鎳合金與34%一42%鎳鋼。雙金屬溫度計不僅可用于測量溫度，而且還可方便地用作簡單溫度控制裝置(尤其是開關的“通一斷”控制)。

　　雙金屬溫度計的感溫雙金屬元件的形狀有平面螺旋型和直線螺旋型兩大類，其測溫范圍為一80～600℃，精度等級通常為1.5級左右。由于其測溫范圍和前兩種溫度計大致相同，且可作恒溫控制，可*解決水銀玻璃溫度計和水銀壓力溫度計易破損造成泄汞危害的問題，所以在測溫和控溫精度不高的場合，雙金屬溫度計應用范圍不斷擴大。雙金屬片常制成螺旋管狀來提高靈敏度。雙金屬溫度計抗振性好，讀數方便，但精度不太高，只能用做一般的工業用儀表。