În funcție de principiul fizic care stă la baza funcționării lor termometrele se clasifică în:
- Termometre cu variație de volum: termometrele de sticlă cu lichid, termometrul cu gaz, etc.
- Termometre cu variație de presiune: termometrele manometrice.
- Termometre cu variație a rezistenței electrice: termometre cu rezistență electrică sau cu termistori.
- Termometre cu variație a tensiunii electromotoare: termometrele cu termocuplu.
- Termometre cu variație a energiei radiante: pirometre cu radiație.

