根據使用的測溫物質不同，膨脹式溫度計主要分為三類：

1. 液體膨脹式溫度計：看液柱變化知溫度

這類溫度計通常由玻璃管、感溫液體和刻度組成。常用的感溫液體有水銀、酒精等。

水銀溫度計：過去很常見，比如傳統的體溫計，測量范圍廣、精度高。但水銀有毒，現在逐漸被替代。

酒精溫度計：優點是不怕凍（能測很低的溫度）、成本低，適合測低溫，比如冷庫或寒冷地區的溫度。但它的缺點是不耐高溫（酒精容易揮發）。
這類溫度計的原理是：液體受熱膨脹，在細玻璃管里上升，溫度越高，液柱升得越高，通過刻度就能讀出溫度。

2. 固體膨脹式溫度計：雙金屬片的神奇變形

它的核心是一片由兩種金屬貼合而成的 “雙金屬片”，這兩種金屬遇熱膨脹的速度不一樣（比如一種膨脹快，一種膨脹慢）。當溫度變化時，雙金屬片會因為膨脹不一致而彎曲，通過齒輪等機械結構把這種彎曲放大，帶動指針轉動，從而顯示溫度。
這種溫度計的特點是：不用電池、抗振動，適合在工廠里長期監測管道、設備的溫度，比如蒸汽管道、反應釜等。不過它的精度比液體式稍低，需要定期校準。

3. 氣體膨脹式溫度計：靠氣體壓力測溫度

這種溫度計利用氣體的特性：在固定體積下，溫度升高時氣體壓力會變大，溫度降低時壓力會變小。通過測量氣體壓力的變化，就能知道溫度是多少。不過它的體積較大、反應較慢，現在很多場合已被電子傳感器取代，早年常用于鍋爐等大型設備的溫度監控。