雙金屬溫度計的構造十分巧妙，它由兩種膨脹系數不同的金屬片緊緊貼合在一起，形成一個特殊的雙金屬片。

當溫度變化時，膨脹系數大的金屬片會比另一片膨脹或收縮得更多，導致雙金屬片彎曲變形。這個變形通過一套簡單的機械裝置，帶動指針在表盤上轉動，從而顯示出當前的溫度。這種設計無需復雜的電子元件，也不需要外接電源，憑借純機械結構就能穩定工作，具有成本低、耐用性強、讀數直觀等優點。