Composto por um tubo de vidro bem calibrado, isto é todo com o mesmo diâmetro, para que as divisões iguais da escala correspondam a dilatações iguais do mercúrio contido no reservatório. Para introduzir o mercúrio no termómetro, enche-se o funil superior, depois inclinando um pouco o tubo ou colocando-o sobre uma grelha como para o barómetro, aquece-se o reservatório. O ar que este contém dilata-se e uma porção sai pelo funil. Se deixarmos em seguida resfriar, o ar que não foi expulso contrai-se, e a pressão atmosférica força o mercúrio a descer para o reservatório inferior, por menor que seja o diâmetro do tubo capilar. Desde que o ar que ainda contém o reservatório adquire uma tensão igual à pressão atmosférica, o mercúrio deixa de passar. aquecendo novamente o reservatório e tornando a deixa-lo resfriar, entra uma nova quantidade de mercúrio. Repetem-se estas operações muitas vezes até se encher o reservatório e o tubo capilar. Depois aquece-se até o mercúrio entrar em ebulição para expulsar todo o ar e humidade, destaca-se o funil fazendo-lhe um traço com uma lima, e fecha-se quando se encontra a uma temperatura ligeiramente superior à máxima para ele é destinado.

Utilizado para construir uma termómetro.

A invenção do termómetro é geralmente atribuída a Galileu, que em 1592 usou um tubo invertido, cheio de ar e água, no qual a elevação de temperatura exterior produzia dilatação do ar e a consequente alteração do nível da água. Termómetro é todo instrumento capaz de medir a temperatura dos sistemas físicos. Os tipos mais comuns de termómetros são os que se baseiam na dilatação do mercúrio. Outros determinam o intervalo de temperatura mediante o aumento da pressão de um gás ou pela curvatura de uma lâmina bimetálica. Alguns empregam efeitos elétricos, traduzidos pelo aparecimento de correntes elétricas quando o ponto de solda de dois metais diferentes é aquecido.
A variação da resistência elétrica de alguns condutores resulta da mudança de temperatura. Outros, ainda, baseiam-se em efeitos óticos, como a comparação de brilho de um filamento, observado através de um filtro, com o brilho da imagem do objeto cuja temperatura se deseja obter.
Assim como o termómetro de Galileu, muitos outros construídos ainda no século XVII eram de pouca confiabilidade, pois diversas causas, particularmente a pressão atmosférica, intervinham na medição. O primeiro a superar essas dificuldades foi, no início do século XVIII, Daniel Gabriel Fahrenheit, que fabricou um termómetro por dilatação de mercúrio e com isso estabeleceu os princípios da termometria. A técnica que adotou para construir seu termómetro é a mesma empregada até hoje e representou o primeiro passo para o estudo científico do calor.
O termómetro de Fahrenheit adotava como referências a temperatura de ebulição da água, a que atribuiu o valor arbitrário de 212º, e a de uma mistura de água, gelo, sal e amônia, à qual atribuiu o valor de zero graus. A criação dessa escala arbitrária causou uma série de dúvidas. Na mesma época, René-Antoine Ferchault de Réaumur inventou uma escala em que atribuiu o valor zero à temperatura de fusão do gelo e o estipulou em 80o a da ebulição da água. A primeira escala centígrada foi criada pelo pesquisador sueco Anders Celsius em 1742. Celsius usou 0º para a temperatura de ebulição da água e fixou em 100o a temperatura de fusão do gelo. Os dois extremos foram mais tarde invertidos e, dessa maneira, a escala centígrada foi amplamente usada.
Com o aperfeiçoamento dos instrumentos de medida e a formulação das teorias termodinâmicas, descobriu-se um meio de calcular a menor temperatura possível, correspondente a um estado em que as moléculas de gás permanecem imóveis. O valor dessa temperatura, denominada por Lord Kelvin "zero absoluto", foi fixado em -273º C. Kelvin propôs uma nova escala que adota as divisões da escala Celsius, mas deslocando o zero para designar o zero absoluto. Assim, a fusão do gelo passou a ter o valor de 273 K (Kelvin), enquanto fixava-se a ebulição da água em 373 K.
Tipos de termómetro. Os termómetros a líquido, baseados da propriedade de dilatação dos corpos, são os mais empregados pela facilidade de seu manejo. O de mercúrio é o mais comum de todos, que consiste basicamente num bulbo cheio de mercúrio ligado a um tubo capilar, ambos contidos num recipiente de vidro de forma tubular e graduado. Ao dilatar-se, o mercúrio sobe pelo capilar. Para aferir rudimentarmente esse tipo de termómetro, mergulha-se o bulbo numa mistura de água e gelo e marca-se o zero onde a coluna estacionar. Mergulha-se depois o instrumento na água em ebulição e faz-se nova marca. Em seguida, divide-se o espaço em cem partes iguais, que passam a representar um intervalo de temperatura igual a um grau Celsius (um grau centesimal ou C).
Máximas e mínimas. Nos postos de observação e controle, empregam-se termômetros especiais, que indicam as temperaturas mais elevada e mais baixa registradas num determinado espaço de tempo. Isso se consegue mediante o emprego de um tubo capilar em forma de U, com um bulbo em cada extremidade. O tubo contém mercúrio na parte central e álcool nos bulbos, que ficam parcialmente cheios. Em seu interior existem dois índices de ferro, que podem deslizar quando impelidos pelo mercúrio, mas que não caem por ação do próprio.