In generale, i corpi si espandono quando vengono scaldati. Questo fenomeno prende il nome di dilatazione termica. Possiamo sfruttarlo per costruire un termometro.
Solidi
I solidi non sono molto utilizzati a questo scopo, perché subiscono una dilatazione termica modesta. In figura il dispositivo che abbiamo in laboratorio: una sbarra di alluminio viene scaldata e si allunga. Il piccolo spostamento viene amplificato da un ago mobile ad un estremo della sbarra.
Liquidi
Molto più utilizzati i termometri a liquido: un liquido (alcool, mercurio ecc.) è contenuto in un'ampolla collegata ad uno stretto capillare. Quando il volume del liquido aumenta, quest'ultimo sale lungo il capillare. Più è stretto il capillare e più il liquido è costretto a salire per contenere l'aumento di volume.
Gas
Più rari, ma più interessanti, i termometri a gas. In una bottiglia chiusa è contenuto un liquido (che ha il solo ruolo di indicatore del volume) sormontato da un gas. Nel liquido pesca un tubicino. Per contenere l'aumento di volume del gas, il liquido è spinto su per il tubicino.