雙金屬溫度計的感溫元件是由兩層線膨脹系數不同的,金屬片疊焊在一起制成的,線膨脹系數大的金屬片稱為主動層,另一片則稱為被動層,元件的一端固定,另一端為自由端,當被測溫度變化時,由于兩層金屬片的線膨脹系數不同,自由端就會受組合力矩而變曲（或叫變形）,其變曲率與組成雙金屬片的材料的物理性能,長度為每層的厚度,溫度有關,而與寬度無關.當溫度設計成后,雙金屬片的材料和幾何尺寸確定,所以變曲率只與溫度有關,如果在自由端配備上傳動機構,指針和以溫度標示的刻度盤,這樣就可以直接顯示出溫度的示值。