Термометърът съдържа термометрично вещество, което се привежда в топлинен контакт с тялото, чиято температура се измерва. За индикатор на температурата служи някой от параметрите на термометричното вещество (например обем или налягане) и се нарича термометрична величина.
При известният от всекидневието термометър, термометричното вещество е течност (спирт или живак), която запълва тънка стъклена тръбичка, завършваща със сферичен резервоар. Термометричната величина е обемът на течността. Термометърът се градуира по температурната скала на Целзий, която използва две реперни точки: температурите на топене на леда (0 градуса по Целзий) и на кипене на водата (100 градуса по Целзий) при нормално атмосферно налягане (101 325 Pa). Термометърът се поставя в равновесие с топящ се лед и се отбелязва равнището на течността в тръбичката, което съответства на температура 0 градуса по Целзий. След това термометърът се поставя в контакт с кипяща вода и след като се установи топлинно равновесие се отбелязва равнището на течността, съотвествуващо ан температура 100 градуса по Целзий. Разстоянието между двата белега се разделя на 100 равни части, всяка от които отговаря на 10C.
При описания начин на градуиране показанията на два термометъра, използващи различни течности, съвпадат напълно само в реперните точки, а се различават при всички останали температури. Причината е в нелинейния характер на зависимостта на термометричната величина от температурата. Например законите, по които се изменя обемът на спирта и живака при нагряване, са различни и затова показанията на термометрите зависят от избора на термометричното вещество. Тази нееднозначност в определянето на температурата почти напълно се отстроява, ако за термометрично вещество се използва достатъчно разреден газ.