Ein Thermometer misst die Temperatur in einer definierten Umgebung, z.B. die Temperatur der Luft an einem bestimmten Ort oder einer Flüssigkeit in einem Gefäß. Die Temperatur ist dabei eine physikalische Zustandsgröße, welche die Bewegungsenergie und den thermischen Zustand von Körpern darstellt. Mit steigender Bewegungsenergie der Moleküle, steigt auch die Temperatur an. Das Thermometer nutzt diese bestehenden physikalischen Effekte und misst so die Temperatur.

Entdecker der Theorie, welche die Basis des Thermometers bildet, war im Jahre 1592 der italienische Mathematiker, Physiker und Astronom Galileo Galilei. Er entdeckte, dass die Schwerkraft und die Dichte von Körpern bzw. Flüssigkeiten abhängig von der Temperatur ist und man diese messen kann.

1641 baute man nach Galileos Theorie ein Thermometer aus einem Glaszylinder. Dieser wurde mit einer Flüssigkeit befüllt, welche die Eigenschaften besitzt, dass sich ihre Dichte bei Temperaturerhöhung verringert und umgekehrt. In diese Flüssigkeit werden fünf bis zehn Glaskörper mit Temperaturanzeigen auf Metallblättchen gesetzt, welche wiederum mit einer gefärbten Flüssigkeit gefüllt sind, die ihre Dichte bei Änderung der Temperatur verändert. Das Gewicht zwischen den Glaskugeln unterscheidet sich jeweils um 2/1000 Gramm. Eine letzte Voraussetzung für die Messung der Temperatur ist, dass der Glaszylinder so schmal sein muss, dass die Glaskörper nicht aneinander vorbei schweben können.

Steigt die Temperatur der Flüssigkeit im Glaszylinder aufgrund der Umgebungstemperatur an, so verringert sich die Dichte der Flüssigkeit. Ebenso verändert sich die Dichte der Flüssigkeiten in den Glaskörpern. Der Auftrieb der nicht temperaturentsprechenden Glaskörper nimmt ab und sie sinken zu Boden. Bei sinkender Temperatur nimmt der Auftrieb zu und die Glaskörper steigen in der Flüssigkeit, deren Dichte zunimmt. In einem Glaszylinder können Temperaturen zwischen 18°C und 28°C abgelesen werden. Der unterste Glaskörper zeigt dementsprechend 18°C an und die oberste Glaskörper 28°C. Je nach Anzahl der Glaskörper kann man die Temperatur in 1- oder 2-Grad-Schritten ablesen. Die aktuelle Temperatur zeigt der unterste Glaskörper der oben schwimmenden Glaskörper(gruppe) an. Schwebt ein Glaskörper zwischen der obersten und untersten Glaskörpergruppe, so zeigt sie den Mittelwert der Temperatur an.

Das Galileo-Thermometer hat einen entscheidenden Nachteil. Es berücksichtig auch die Veränderung des Luftdruckes, so dass die gezeigte Temperatur nicht mit der eigentlichen Temperatur übereinstimmen muss.