溫度可通過各式各樣的傳感器來測量。所有傳感器都是通過感知物理特性的某些變化來判斷溫度。工程師有可能碰到的6種傳感器類型如下：熱電偶、電阻溫度探測器（RTD與熱敏電阻）、紅外輻射器、雙金屬器件、液體膨脹式器件以及相變器件。首先，我們對每種傳感器進行簡短回顧。
熱電偶主要由兩種不同金屬制成的金屬條或金屬線組成，它們的一端連接在一起。如后面所討論的，該連接點處的溫度變化會引起另外兩端之間電動勢(emf)的變化。隨著溫度升高，熱電偶的這一輸出電動勢emf也會增大，但不一定呈線性關系。
電阻溫度探測器利用了材料電阻隨材料溫度而變化這一事實。兩種主要類型為金屬測溫器件（通常稱為RTD）和熱敏電阻。顧名思義，RTD依靠金屬電阻的變化，電阻的增加或多或少都與溫度呈線性關系。熱敏電阻依據的是陶瓷半導體中的電阻變化；電阻下降與溫度升高之間存在著非線性關系。
紅外傳感器是非接觸式測溫設備。如后面所討論的，它們通過測量材料放射出的熱輻射來判斷溫度。
雙金屬器件利用了不同金屬之間熱膨脹率的差異。兩條金屬片聯結在一起，受熱時，一側金屬片膨脹程度大于另一側金屬片，由此造成的彎曲通過與指針相連的金屬桿系轉變成溫度讀數。這些器件便于攜帶并且不需要任何電源，然而它們通常不如熱電偶或RTD精確，并且不太適合溫度記錄。
以家用溫度計為代表的液體膨脹式器件通常分為兩類：水銀類和有機液體類。還有利用氣體而非液體的類型。水銀被認為是一種對環境有害的物質，因而有一些法規限制含水銀器件的發運。液體膨脹式傳感器無需電源，不存在爆炸隱患，并且即使多次重復使用也依然可靠。另一方面，它們產生的數據通常不易記錄或傳輸，并且它們不能進行單點測量或點測。
相變溫度傳感器由在達到一定溫度時外觀會變化的標簽、顆粒、顏料、油漆或液晶構成。例如，它們可與汽阱配合使用，當汽阱超過一定溫度時，附到汽阱上的傳感器片上的白色圓點將變成黑色。
響應時間一般為幾分鐘，因而這類器件通常不對溫度瞬變做出響應，并且其精度低于使用其它類型傳感器進行的測量。而且，相變是不可逆的，液晶顯示器的情況例外。然而即便如此，如果在產品運輸過程中，例如由于技術或法律方面的原因，需要確認某件設備或材料的溫度尚未超過一定數值，相變傳感器還是比較方便。
