Khi nhúng bầu nhiệt kế vào trong ly nước nóng thì mực thủy ngân trong ống quan sẽ hạ xuống 1 chút rồi dâng lên vì vỏ của nhiệt kế bằng thủy tinh tiếp xúc với nước nóng trước nên nở ra → mực chất lỏng (thủy ngân) hạ xuống. Sau đó chất lỏng trong nhiệt kế cũng nở ra vì nhiệt nhưng chất lỏng trong nhiệt kế (thủy ngân) nở ra vì nhiệt nhiều hơn vỏ nhiệt kế (thủy tinh) nên mực thủy ngân sẽ nâng lên cao hơn so với mực thủy ngân trong nhiệt kế ban đầu.