Klinik termometrenin çalışma maddesi cıvadır. Ampulü, üstündeki kılcal borudan çok daha büyük bir hacme sahiptir. Vücut sıcaklığının etkisiyle ampulün içindeki cıva hafif bir değişime uğrar; Cıvanın genleşmesi tüp içindeki cıva sütununun uzunluğunda önemli bir değişikliğe neden olur.
İnsan vücudunun sıcaklığı 35 derece ila 42 derece arasında değişir, bu nedenle klinik termometrenin ölçeği 35 derece ila 42 dereceye bölünür, her derece ayrıca 10 parçaya bölünür, böylece termometrenin 1/10 dereceye kadar doğru olmasına izin verilir. Okuma yapılırken termometre koltuk altından veya ağızdan çıkarılmalıdır, bu noktada ampulün sıcaklığı düşecektir. Okumanın hâlâ vücut sıcaklığını temsil ettiğinden emin olmak için özel bir tasarım gereklidir: Ampul ile düz cam tüp arasındaki çok ince tüp-büzülme. Termometrenin ampulün yakınındaki alt kısmı çok dar, kavisli bir boyuna sahiptir. Vücut ısısını ölçerken, ampulün içindeki cıva, sıcaklık arttıkça genleşir, daralma borusundan düz boruya doğru zorlanır, boyundan boru içinde belirli bir konuma yükselir. Vücut sıcaklığı ile termal dengeye ulaşıldığında cıva sütunu sabit kalır. Dış sıcaklık düşük olduğunda, cıva soğuk havayla temas ettiğinde hacim olarak büzülür ve dar, kavisli boyunda kırılır. Bu, ince tüpteki cıvanın ampulün içine geri akmasını önleyerek cıva sütununun vücutla temas ettiğinde ulaştığı yüksekliği korur. Bu nedenle vücuttan ayrılırken yine vücut ısısını gösterir. Kullanımdan sonra, tüpün içinde yükselen cıvanın ampule geri dönmesine izin vermek için termometrenin üst kısmı kuvvetli bir şekilde aşağı doğru sallanarak klinik termometre "geri döndürülmelidir". Diğer termometreler asla çalkalanmamalıdır; bu, klinik termometre ile diğer sıvı termometreler arasındaki önemli bir farktır.
