Τα διμεταλλικά θερμόμετρα αποτελούνται από διμεταλλικές λωρίδες που σχηματίζονται ενώνοντας δύο διαφορετικά μέταλλα με διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής. Βασικά, η διμεταλλική λωρίδα είναι ένα μηχανικό στοιχείο που μπορεί να ανιχνεύσει τη θερμοκρασία και να το μετατρέψει σε μηχανική μετατόπιση. Αυτή η μηχανική δράση από τη διμεταλλική λωρίδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ενεργοποίηση ενός μηχανισμού μεταγωγής για λήψη ηλεκτρονικής εξόδου. Επίσης μπορεί να συνδεθεί με το δείκτη ενός οργάνου μέτρησης ή ενός δείκτη θέσης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες τεχνικές όπως πριτσίνια, βίδες, στερέωση για τη σύνδεση δύο στρωμάτων διαφορετικών μετάλλων σε μια διμεταλλική ταινία. Ωστόσο, η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος είναι η συγκόλληση. Δεδομένου ότι χρησιμοποιούνται δύο μέταλλα για την κατασκευή διμεταλλικής ταινίας, ως εκ τούτου ονομάζονται έτσι.
Η λειτουργία ενός θερμομέτρου διμεταλλικής ταινίας βασίζεται στο γεγονός ότι δύο ανόμοια μέταλλα συμπεριφέρονται με διαφορετικό τρόπο όταν εκτίθενται σε μεταβολές θερμοκρασίας λόγω των διαφορετικών τους ρυθμών θερμικής διαστολής. Ένα στρώμα μετάλλου διαστέλλεται ή συστέλλεται περισσότερο από το άλλο στρώμα μετάλλου σε μια διμεταλλική διάταξη λωρίδας που έχει ως αποτέλεσμα αλλαγή κάμψης ή καμπυλότητας της ταινίας. Η αρχή λειτουργίας ενός διμεταλλικού θερμόμετρου απεικονίζεται στο παρακάτω σχήμα. «Το ένα άκρο μιας ευθείας διμεταλλικής ταινίας είναι σταθερό στη θέση του. Καθώς η ταινία θερμαίνεται, το άλλο άκρο τείνει να καμπυλώνει μακριά από την πλευρά που έχει τον μεγαλύτερο συντελεστή γραμμικής διαστολής. "
Αυτοί οι τύποι θερμομέτρων λειτουργούν καλύτερα σε υψηλότερες θερμοκρασίες, καθώς η ακρίβεια και η ευαισθησία τους τείνουν να μειώνονται σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Τα διμεταλλικά θερμόμετρα μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να λειτουργούν και ως θερμόμετρα καταγραφής τοποθετώντας ένα στυλό στο δείκτη. Η πένα τοποθετείται με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορεί να κάνει εγγραφές σε κυκλικό χάρτη.
Οι διμεταλλικές ταινίες έρχονται συχνά σε πολύ μεγάλα μεγέθη. Ως εκ τούτου, συνήθως τυλίγονται σε σπείρες που τις καθιστούν συμπαγείς και μικρές σε μέγεθος. Αυτό βελτιώνει επίσης την ευαισθησία των διμεταλλικών ταινιών σε μικρές μεταβολές θερμοκρασίας.
«Η διμεταλλική λωρίδα μπορεί να κλιμακωθεί πάνω ή κάτω. Σε μεγάλη κλίμακα, μπορεί να παρέχει κυριολεκτικά τόνους δύναμης για μηχανικό έλεγχο ή για άλλους σκοπούς. Σε μικρότερη κλίμακα, μπορεί να παρέχει τη δύναμη και την κίνηση για ολοκληρωμένα κυκλώματα μικρομηχανών (MMI). "
