最早的溫度計是意大利科學家伽利略發明的。
測量溫度的最早儀器是伽利略大約在1592年發明的氣體測溫器。它的構造是把一個帶有一根長卒頸的大玻璃球狀物顛倒過來，抽在一個裝有着色的水或者其它液體的碗裏公使一些空氣從球狀物中排出，從而使液體在頸裏上升一小段距離。
溫度變化時，球狀玻璃容器中的空氣就膨脹或收縮，長窄頸中液體的高度就隨之下降或上升。那時，由於溫度概念還不很明確，也沒有確定測量方法的標度和讀數，採用單個測溫器又不易比較溫度的高低。
伽利略於1593年或1603年製造了第一個驗溫器，試圖把不確定的冷熱感覺轉變爲對物體熱狀的客觀表述。這是一個連接在玻璃球容器上的開口管子，將玻璃球預熱或裝入一部分水後倒放進水裏，水在管子裏上升的高度隨玻璃球中氣體的冷熱程度引起的脹縮情況而變化。這種儀器因受到氣壓波動的影響，不很準確，而且使用起來也不方便。
世界上第一隻實用的溫度計是由德國遷居荷蘭的儀器製造商華倫海特從1709年開始製造的讀數一致的酒精溫度計。在瞭解到法國物理學家阿蒙頓利用水銀改造了早期的溫度計後，他也於1714年開始製造水銀溫度計。他透過實驗發現各種液體都有其固定的沸點，而且沸點隨大氣壓力發生變化，這爲他精確確定恆溫點提供了依據。他把冰、水、氨水和鹽的混合物的溫度定爲0度F，冰的熔點定爲32度F，人體的溫度爲96度F。
