雙金屬溫度計的工作原理基于一個基本的物理現(xiàn)象：不同金屬材料的熱膨脹系數(shù)存在差異。

當(dāng)溫度發(fā)生變化時，不同金屬的伸長或收縮量不同。

雙金屬溫度計正是利用這一特性，將兩種熱膨脹系數(shù)差異較大的金屬薄片牢固地復(fù)合在一起，形成雙金屬片。

常見的組合是主動層采用膨脹系數(shù)較高的金屬，如錳銅合金或鎳鉻合金，被動層則采用膨脹系數(shù)較低的金屬，如因瓦合金，一種含鎳36%的鐵鎳合金，其熱膨脹系數(shù)極低。

當(dāng)雙金屬片受到溫度變化時，主動層的膨脹或收縮量大于被動層，由于兩層金屬緊密結(jié)合在一起，雙金屬片整體就會發(fā)生彎曲。溫度升高時，主動層膨脹更多，雙金屬片向被動層一側(cè)彎曲;

溫度降低時，主動層收縮更多，雙金屬片向主動層一側(cè)彎曲。

在雙金屬溫度計中，這個雙金屬片被制作成螺旋形或盤繞形，一端固定，另一端連接指針軸。

當(dāng)溫度變化引起雙金屬片彎曲變形時，自由端就會發(fā)生轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)軸帶動指針在刻度盤上指示出相應(yīng)的溫度值。

將微小的彎曲變形通過螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為指針的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這是雙金屬溫度計設(shè)計上的精妙之處。

螺旋形結(jié)構(gòu)可以在有限的體積內(nèi)獲得足夠長的雙金屬帶，從而使自由端產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)角，保證儀表的靈敏度和精度。