In alcuni termometri, la parte sensibile è una lamina bimetallica avvolta a spirale e fissa a una delle estremità. Al variare della temperatura, uno dei due metalli che la costituiscono si dilata (o si contrae) più dell’altro provocando un maggiore o minore avvolgimento della spirale su se stessa. Con un sistema di leve e di tiranti, il movimento dell’estremità libera della spirale fa muovere un braccio cui è fissata una penna inchiostrata che lascia una traccia sul foglio, il quale, nel frattempo, avanza uniformemente al passare delle ore e dei giorni. Si ottiene così un grafico tempo-temperatura su base settimanale.
Oltre che per la registrazione delle temperature atmosferiche, i termometri metallici sono usati anche per misurare temperature molto elevate, alle quali i normali termometri a liquido (alcool o mercurio) sarebbero in utilizzabili.