双金属温度计是用绕成螺纹旋形的热双金属片作感温元件，并将它装在保护套内，一端固定(固定端)，另一端(自由端)连接在一根细轴上，轴端装有指针。当温度发生变化时，感温元件的自由端随即转动，从而细轴带动指针产生角位移，在标度盘上指示出温度的变化;直型表则通过转向传动机构带动指针。由于感温元件与温度变化呈线性关系，所以双金属温度计指针所指示的位置即是被测温度值。表壳材料有钢板、铸合金、不锈钢板;检测元件还具有抽芯式结构;可调角型温度计的表头部分借助于波纹管，转角机构等零件，可以由角型到直型或从直型到角型任意角度转变。

　　电接点双金属温度计则在结构上增添了电接触组、调节装置和出线盒等部件。在温度变化时，当与预先设定的控温定触点(上限与下限)相接触或断开的瞬间，使控制线路中的继电器或接触器动作，双金属温度计从而实现自动控温或报警的功能。

　　双金属温度计是利用两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作的。工业用双金属温度计主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片。为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状。当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连，因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。这种温度计和棒状的玻璃液体温度计的用途相似，但可使用在机械强度要求更高的条件下。