Um termômetro de líquido funciona usando a expansão térmica de um líquido dentro de um tubo capilar para medir a temperatura. A precisão desse método varia de acordo com o líquido usado, mas todos usam o fato de que quando a maioria dos líquidos são aquecidos, eles se expandem. Os tipos comuns de termômetros de líquido usam mercúrio, tolueno ou líquidos biodegradáveis menos tóxicos.
A expansão térmica de líquidos em temperaturas normais é geralmente leve, mas é totalmente suficiente para termômetros de líquidos. O líquido normalmente é armazenado em um bulbo na parte inferior do termômetro, mas esse bulbo é muito largo em comparação com o tubo capilar, que é fino o suficiente para que qualquer expansão no volume cause uma diferença significativa na altura do líquido.
Os termômetros líquidos devem ser cuidadosamente calibrados para exibir a temperatura correta. Cada líquido usado tem uma taxa diferente de expansão térmica. Além disso, o líquido se comporta de maneira diferente com base no nível de imersão e, portanto, qualquer termômetro de líquido só é calibrado corretamente para um determinado nível. Maior ou menor imersão na substância sendo medida resulta em erro.
O termômetro de líquido é um mecanismo muito simples que requer apenas o olho humano para ler e, portanto, é amplamente utilizado. Eles são mais precisos do que muitos outros tipos de termômetro de uso comum, embora tendam a ser menos convenientes para muitas aplicações.