Um termômetro máximo-mínimo funciona registrando as temperaturas máxima e mínima ao longo de um determinado período de tempo usando duas escalas definidas em mercúrio líquido. Duas lâmpadas cheias de álcool ou óleo regulam o movimento do mercúrio .
Os termômetros de máximo-mínimo são tipicamente tubos paralelos de vidro em forma de U. Um lado registra a temperatura mínima, enquanto o outro registra a temperatura máxima desde sua última leitura. A curva na parte inferior do termômetro contém o mercúrio líquido, que se move para cima e para baixo com base nas contrações do óleo ou álcool localizadas nas duas lâmpadas na parte superior do termômetro. As contrações do álcool ou óleo são o resultado de mudanças térmicas no ambiente, fazendo com que ele se expanda ou contraia.
O óleo ou álcool empurra o mercúrio em ambos os tubos para registrar certas leituras de temperatura, que são marcadas por índices de aço nos tubos que são mantidos no lugar por pequenas molas. Os índices estão localizados na superfície do mercúrio e se movem quando o mercúrio é empurrado pelo óleo ou álcool. Quando as temperaturas atingem seus mínimos e máximos, os índices de aço permanecem no lugar. Isso permite as leituras das temperaturas mínima e máxima simultaneamente, sem monitoramento constante do termômetro. Os índices de aço podem retornar à superfície do mercúrio usando pequenos ímãs.