双金属温度计是将绕成螺纹旋形的热双金属片作为感温器件，并把它装在保护套管内，其中一端固定，称为固定端，另一端连接在一根细轴上，成为自由端。在自由端线轴上装有指针。当温度发生变化时，感温器件的自由端随之发生转动，带动细轴上的指针产生角度变化，在标度盘上指示对应的温度；直型表则通过转向传动机构带动指针变化。由于感温器件与温度变化呈线性关系，因此双金属温度传感器指针所指示的位置也就是被测量的温度数值。表壳材料可以是钢板、铸合金和不锈钢板；检测元件还具有抽芯式结构；可调角型温度传感器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。

双金属温度计的工作原理是利用二种不同温度膨胀系数的金属，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。

这种仪表的测温范围是-20℃-+500℃，允许误差均为标尺量程的1.5%左右。