물체의 온도를 측정하는 기구. 온도에 따라서 액체의 팽창·수축을 이용한 것 외에 공업방면에서는 측정원리가 다른 여러 온도계가 사용된다. 17세기 초엽 해부학 교수인 S.산토리오가 의술에 사용한 것에서 비롯되었다고 한다.

현재 사용되는 온도계의 원형이라 할 수 있는 것은 17세기 중엽 피렌체의 아카데미아-델-치멘트의 학자들이 스승 G.갈릴레이의 공기온도계를 개량해서 만든 일종의 알코올온도계가 시초이다.

많은 종류가 있는데 어느 것이나 물체의 물리적 상태가 온도의 변화에 따라 연속적으로 변하는 것을 이용한다.
⑴ 역학적 온도계:물체의 열역학적 성질, 특히 열팽창이나 온도에 따른 압력변화를 측정해서 그 물체에 접촉하는 물체의 온도를 판정하는 것. 팽창식·압력식 온도계라고도 한다. 수은온도계·알코올온도계 등 액체온도계가 대표적이며, 그 밖에 바이메탈을 이용한 금속온도계·기체온도계 등도 있다. 또 압력식 온도계는 일정한 부피의 그릇 안에 봉해 넣은 액체·기체의 압력변화에 의해 온도를 판정하는 액체로는 수은, 기체로는 공기·질소·헬륨·아르곤 등이 감온체(感溫體) 구실을 한다.

⑵ 전기적 온도계:온도와 함께 변하는 전기적 양을 측정하여 온도를 판정하는 것. 열전쌍(熱電雙)의 기전력이 접점의 온도차에 의해 정해지는 것을 이용한 열전온도계와, 금속·반도체의 전기저항이 온도에 따라 바뀌는 것을 이용한 저항온도계가 있다. 측정범위가 액체온도계보다 넓고, 정밀도도 높다. 특히 백금-백금로듐 열전쌍이나 백금을 사용한 저항온도계는 500 ℃의 고온체 온도를 재는 데 적합하다.

⑶ 복사 온도계:고온체에서 나오는 복사선이 물체의 성질뿐 아니라, 그 온도에 의해서 결정된다는 것을 이용한 온도계. 고온체의 복사를 수열판(受熱板)에 모아 그 온도를 측정함으로써 간접적으로 고온체의 온도를 판정하는 복사고온계, 복사선 중 가시광선(可視光線)의 휘도로 온도를 판정하는 광온도계, 광전관을 사용하여 고온체에서 복사를 광전류로 바꾸어 온도를 판정하는 광전관온도계, 상온이나 저온도 측정할 수 있는 적외선온도계 등이 있다. 그 어느 것이나 대상 물체에 직접 닿지 않아도 온도를 잴 수 있다는 이점이 있으므로 공업 방면 등에서 널리 사용된다.

⑷ 특수한 온도계:측정원리에 따른 종별 이외에 용도에 따라 여러 가지 형의 것이 만들어져 있다. 자동적으로 온도를 기록하는 자동기록온도계, 일정 시간 내의 최고·최저 온도만을 나타내는 최고최저온도계, 온도 자체가 아니라 그 미세한 변동을 조사하는 베크만온도계 등이 있다. 체온계는 최고 온도계 구실을 하는 액체 온도계의 일종이다. 이 밖에 고온의 가마 속의 온도를 측정하는 제게르 추체(錐體), 일정 온도에서 화학적 변화로 변색하는 것을 이용하여 온도를 판정하는 서모컬러, 기온·습도 측정용 건습구온도계가 있다.