Arbejdsstoffet i et klinisk termometer er kviksølv. Dens pære har et meget større volumen end kapillarrøret over den. På grund af kropstemperaturens indflydelse undergår kviksølvet i pæren en lille ændring; udvidelsen af kviksølvet forårsager en betydelig ændring i længden af kviksølvsøjlen inde i røret.
Menneskets kropstemperatur varierer mellem 35 grader og 42 grader, så skalaen af et klinisk termometer er opdelt i 35 grader til 42 grader, med hver grad yderligere opdelt i 10 dele, hvilket gør det muligt for termometeret at være nøjagtigt til 1/10 af en grad. Når du foretager en aflæsning, skal termometeret fjernes fra armhulen eller munden, hvorefter temperaturen på pæren falder. For at sikre, at aflæsningen stadig repræsenterer kropstemperaturen, kræves der et specielt design: det meget tynde rør mellem pæren og det lige glasrør-forsnævringen. Den nederste del af termometeret, nær pæren, har en meget smal, buet hals. Når kropstemperaturen måles, udvider kviksølvet i pæren sig, når temperaturen stiger, og tvinges gennem indsnævringsrøret ind i det lige rør, og stiger fra halsen til en bestemt position i røret. Når termisk ligevægt er nået med kropstemperaturen, forbliver kviksølvsøjlen konstant. Når udetemperaturen er lav, trækker kviksølvet sig i volumen ved kontakt med den kolde luft og brækker af ved den smalle, buede hals. Dette forhindrer kviksølvet i det tynde rør i at strømme tilbage ind i pæren, og opretholder den højde, kviksølvsøjlen nåede, når den var i kontakt med kroppen. Derfor, når den forlader kroppen, angiver den stadig kropstemperaturen. Efter brug skal et klinisk termometer "returneres" ved at ryste toppen af termometeret kraftigt nedad for at lade det kviksølv, der er steget ind i røret, vende tilbage til pæren. Andre termometre bør aldrig rystes; dette er en vigtig forskel mellem et klinisk termometer og andre flydende termometre.
