Ciekły termometr działa przy użyciu rozszerzalności cieplnej cieczy w kapilary do pomiaru temperatury. Precyzja tej metody zależy od użytej cieczy, ale wszystkie wykorzystują fakt, że gdy większość płynów są ogrzewane, rozszerzają się. Typowe typy termometrów płynnych wykorzystują rtęci, toluen lub mniej toksyczne płyny biodegradowalne.
Ekspansja termiczna cieczy w normalnych temperaturach jest z reguły niewielka, ale w pełni wystarcza na termometry płynne. Ciecz jest zwykle przechowywana w bańce na dole termometru, ale ta żarówka jest bardzo szeroka w porównaniu z rurką kapilarną, która jest wystarczająco cienka, aby jakakolwiek ekspansja objętościowa powodowała znaczącą różnicę w wysokości cieczy.
Termometry ciekłe muszą być starannie skalibrowane, aby wyświetlały prawidłową temperaturę. Każda używana ciecz ma inną szybkość rozszerzalności cieplnej. Ponadto, ciecz zachowuje się odmiennie w zależności od poziomu zanurzenia, a więc każdy termometr cieczy jest prawidłowo kalibrowany tylko dla pewnego poziomu. Większe lub mniejsze zanurzenie w mierzonej substancji prowadzi do błędu.
Ciekły termometr jest bardzo prostym mechanizmem, który wymaga jedynie odczytu ludzkiego oka, a więc widzi powszechne zastosowanie. Są one bardziej dokładne niż wiele innych typów termometrów powszechnie używanych, chociaż w wielu aplikacjach są mniej wygodne.
