Õhutemperatuuri mõõtmiseks on kasutusel termomeeter. Temperatuuri mõõdetakse kraadides, meil on kasutusel Celsiuse skaala (Rootsi füüsiku Andres Celsiuse järgi). Jää sulamisele vastab 0 ºC ning vee keemisele 100 ºC. Meteoroloogias kasutatakse vedelik-termomeetreid, mille töö põhineb elavhõbeda või piirituse soojuspaisumisel. Selline termomeeter koosneb vedelikureservuaariga ühendatud peenest klaastorust. Kui temperatuur tõuseb, siis vedelik paisub ja tõuseb reservuaarist klaastoru mööda kõrgemale. Temperatuuri langusel tõmbab vedelik kokku ning selle tase klaastorus alaneb. Klaastoru taustal on skaala temperatuuri lugemiseks.

Meteoroloogias on kasutusel tähtajaline, maksimum- ja miinimumtermomeeter.

Tähtajaline termomeeter (joonis 1) näitab hetke temperatuuri. Põhimõtteliselt on kõik tavapoodides müüdavad ja igapäevaselt kasutatavad termomeetrid tähtajalised. Meteoroloogilist tähtajalist termomeetrit eristab vaid suurem mõõtmistäpsus. Kui tavatermomeetrite skaala täpsus on 1 ºC, siis meteoroloogilistel 0,1 ºC.

Maksimumtermomeeter (joonis 1) on elavhõbetermomeeter, mis võimaldab mõõta mingi ajavahemiku kõige kõrgema õhutemperatuuri. Maksimumtermomeetri elavhõbeda reservuaari ja paisumistoru vahel on põlvekujuline kõverus. Kui õhutemperatuur tõuseb, tungib paisuv elavhõbe läbi kõveruse torusse. Kui aga temperatuur hakkab langema, katkeb elavhõbeda sammas kõveruse kohalt ning termomeeter jääb näitama kõrgeimat esinenud temperatuuri. Elavhõbedasamba saab uuesti alla viia vaid termomeetrit tugevalt raputades. Seega on meteoroloogiline maksimumtermomeeter kehatemperatuuri mõõtmiseks kasutatavate kraadiklaaside analoog.

Miinimumtermomeeter (joonis 1 ja 2) on tavaliselt piiritustermomeeter. Piirituse paisumistoru sees aga paikneb spetsiaalne ujuk, mis meenutab kahe peaga nööpnõela. Kui temperatuur tõuseb, liigub piiritus vabalt ujukist mööda. Kui temperatuur langeb, tõmbab vedeliku pind ujuki endaga kaasa selle nivooni, milleni langeb temperatuur. Minimaalset temperatuuri näitab ujuki ülemine pea. Ujuk fikseerub paigale ainult juhul, kui termomeeter on horisontaalasendis, seepärast paigutatakse miinimumtermomeetrid alati horisontaalselt.

Termomeetrid tuleks kõige õigemate näitude saamiseks paigutada maapinnast 2 meetri kõrgusele spetsiaalsesse meteoroloogilisse onni. Meteoroloogilise onni ehitusest tuleb täpsemalt juttu alapeatüki 3.2 videoloengus.