Der Arbeitsstoff eines Fieberthermometers ist Quecksilber. Sein Kolben hat ein viel größeres Volumen als das darüber liegende Kapillarrohr. Durch den Einfluss der Körpertemperatur erfährt das Quecksilber in der Glühbirne eine leichte Veränderung; Die Ausdehnung des Quecksilbers führt zu einer erheblichen Längenänderung der Quecksilbersäule im Rohr.
Die Temperatur des menschlichen Körpers schwankt zwischen 35 und 42 Grad. Daher ist die Skala eines Fieberthermometers in 35 bis 42 Grad unterteilt, wobei jedes Grad weiter in 10 Teile unterteilt ist, sodass das Thermometer eine Genauigkeit von 1/10 Grad erreichen kann. Bei der Messung muss das Thermometer aus der Achselhöhle oder dem Mund entfernt werden, woraufhin die Temperatur der Glühbirne sinkt. Damit der Messwert dennoch die Körpertemperatur widerspiegelt, ist eine besondere Konstruktion erforderlich: der sehr dünne Schlauch zwischen der Glühbirne und dem geraden Glasrohr-der Verengung. Der untere Teil des Thermometers, nahe der Glühbirne, hat einen sehr schmalen, gebogenen Hals. Bei der Messung der Körpertemperatur dehnt sich das Quecksilber im Kolben bei steigender Temperatur aus, wird durch das Verengungsrohr in das gerade Rohr gedrückt und steigt vom Hals bis zu einer bestimmten Position innerhalb des Rohrs auf. Wenn das thermische Gleichgewicht mit der Körpertemperatur erreicht ist, bleibt die Quecksilbersäule konstant. Bei niedrigen Außentemperaturen schrumpft das Quecksilber bei Kontakt mit der kalten Luft in seinem Volumen und bricht am schmalen, gebogenen Hals ab. Dadurch wird verhindert, dass das Quecksilber im dünnen Rohr in den Kolben zurückfließt, und die Höhe der Quecksilbersäule bleibt erhalten, wenn sie mit dem Körper in Kontakt kommt. Wenn es den Körper verlässt, zeigt es daher immer noch die Körpertemperatur an. Nach dem Gebrauch sollte ein Fieberthermometer „zurückgegeben“ werden, indem die Oberseite des Thermometers kräftig nach unten geschüttelt wird, damit das in die Röhre aufgestiegene Quecksilber in den Kolben zurückkehren kann. Andere Thermometer sollten niemals geschüttelt werden; Dies ist ein wesentlicher Unterschied zwischen einem Fieberthermometer und anderen Flüssigkeitsthermometern.
