Mekaanisia lämpötila-antureita käytetään teollisuudessa paikallisina lämpötilamittareina, sillä ne eivät muodosta sähköistä signaalia, joka voitaisiin yhdistää valvomolaitteeseen. Niiden tarkkuus ei myöskään ole samaa luokkaa kuin sähköisten antureiden.
Bimetallilämpötilamittarin toiminta perustuu bimetallikelan laajenemisen. Kaksi eri metallia lämpölaajenevat eri tahtiin, joka liikuttaa viisaria. Yleisimmät metallit ovat teräs ja kupari
Bimetallilämpömittausta voidaan käyttää myös termostaateissa.
Kapillaarilämpömittarit ovat mekaanisia lämpömittareita.
Kapillaarilämpömittareiden toiminta perustuu lämpölaajenemiseen. Välitysaineena voi olla neste tai kaasu.
Yleisin kapillaarimittari on perinteinen lasilämpömittari. Siinä kapillaariputkessa olevan nesteen korkeus muuttuu lämpötilan mukaan nesteen lämpölaajenemisen johdosta.
Kapilaarimittausta voidaan käyttää myös termostaateissa.