Ένα θερμόμετρο μετρά τη θερμοκρασία. Τα παραδοσιακά θερμόμετρα υγρού σε γυαλί χρησιμοποιούν την εκτόνωση υδραργύρου ή αλκοόλης σε έναν στενό σωλήνα. Τα σύγχρονα όργανα περιλαμβάνουν ηλεκτρονικούς αισθητήρες, διμεταλλικές ταινίες και συσκευές υπέρυθρης ακτινοβολίας που μετρούν τη θερμοκρασία της επιφάνειας χωρίς επαφή.

Τα ακριβή μετεωρολογικά θερμόμετρα στεγάζονται σε αεριζόμενα καταφύγια που τα προστατεύουν από τον άμεσο ήλιο και τις βροχοπτώσεις, επιτρέποντας παράλληλα την ελεύθερη ροή του αέρα. Η βαθμονόμηση με βάση γνωστά πρότυπα διασφαλίζει τη συνέπεια σε όλα τα δίκτυα παρατήρησης.

Τα θερμόμετρα μέγιστης και ελάχιστης θερμοκρασίας καταγράφουν τις υψηλότερες και χαμηλότερες τιμές που έχουν επιτευχθεί από την τελευταία επαναφορά. Οι ψηφιακοί αισθητήρες μπορούν να καταγράφουν συνεχώς τη θερμοκρασία. Στην έρευνα, τα θερμοστοιχεία λεπτού σύρματος και τα θερμόμετρα αντίστασης καταγράφουν τις γρήγορες διακυμάνσεις.

Το ταπεινό θερμόμετρο παραμένει ένα από τα πιο βασικά όργανα στη μετεωρολογία.