Il termometro a liquido consiste di un tubo capillare di vetro collegato ad un bulbo dello stesso materiale. Esso è parzialmente riempito di mercurio. Il termometro porta una scala incisa su di una lamina di zinco. La scala è divisa in decimi di grado e va da -10° a +30°. Le temperature sono incise ogni 5°. Il tubo capillare e la lastra di zinco sono fissate ad un'asta di legno. Il bulbo è protetto da una calotta metallica forata.

All'aumentare della temperatura, a causa della maggior dilatazione del liquido rispetto a quella del vetro, il liquido sale nel capillare. La differenza tra il livello iniziale e quello finale è proporzionale alla differenza di temperatura che ha provocato la dilatazione. Ciascun termometro deve essere tarato in modo che, per una certa dilatazione, si legga sempre sulla scala la stessa temperatura e che due termometri diversi nelle stesse condizioni segnino la stessa temperatura. A questo scopo si scelgono dei fenomeni fisici che, fissate certe condizioni, avvengono sempre alla stessa temperatura. Tali sono i cambiamenti di stato, ad esempio la fusione del ghiaccio e l'ebollizione dell'acqua alla pressione di una atmosfera.