双金属温度计的感温元件是由两层线膨胀系数不同的，金属片叠焊在一起制成的，线膨胀系数大的金属片称为主动层，另一片则称为被动层，元件的一端固定，另一端为自由端，当被测温度变化时，由于两层金属片的线膨胀系数不同，自由端就会受组合力矩而变曲（或叫变形），其变曲率与组成双金属片的材料的物理性能，长度为每层的厚度，温度有关，而与宽度无关.当温度设计成后，双金属片的材料和几何尺寸确定，所以变曲率只与温度有关，如果在自由端配备上传动机构，指针和以温度标示的刻度盘，这样就可以直接显示出温度的示值。