冷热的概念自古已有，但定量表示却是很晚的事。
早在战国时期，我们的祖先已知从水的结冰来推知气温下降的程度。汉代初年有一种“冰温度计”，按文献记载，“睹瓶中之冰而知天下之寒暑”，意思是说：观察瓶里冰的融化或增厚，就可知气温的变化。
古人也知道利用光的颜色判断温度的高低，“炉火纯青”
就是形容炉温已经达到最高点，火焰从红色转成青色的意思。
最早有意识地依靠热胀冷缩来显示温度高低的是16世纪的几位科学家，其中有著名物理学家伽利略。他发明了第一支温度计，时间大约是1593年。据他的学生描述，有一天，伽利略取一个鸡蛋大小的玻璃泡，玻璃泡接到像麦秆一般粗的玻璃管上，管长约半米。用手掌将玻璃泡握住，使之受热，然后倒转插入水中，等玻璃泡冷却后，水升高约二三十厘米。伽利略用水柱的高度表示冷热程度，测量了不同的地点、不同时间、不同季节的相对温度。
伽利略曾经学过医学，显然他是想利用这个温度计来测量人的体温。但他的温度计有一个重大缺点，就是大气压会对水柱高度产生影响，而且温度计插在水盆里用很不方便。
法国化学家雷伊将伽利略的温度计作了一点改进，他把玻璃泡调头放在下方，从上面灌进一定量的水，于是温度计可以携带了。但水会蒸发，温度仍然不很可靠。不久，在意大利出现了把酒精或水银密封在玻璃泡中做成的温度计。为了表示温度的高低，在玻璃管上标有刻度，管子太长，就做成螺旋状。当时也发明了一种弯管温度计。可惜，刻度没有统一标准，不适于推广使用。
德国的格里克在1660～1662年间创制的温度计颇为壮观。仪器高达20英尺（约6米），由一个中空的大铜球壳及一细长的U形铜管构成，管中灌有一定量的酒精，开口端的液面上漂移着一铜箔杯，杯子通过绳经滑轮吊着一个小天使，从小天使的升降指示气温的高低，刻度上标明“大热”……“大冷”等字样。
通过实践，科学家们逐渐认识到，为了有效地测量温度，必须选取某些温度作为标准点。惠更新推荐水的冰点和沸点作为标准。玻意耳认为冰点会随纬度改变，建议用大茴香油的凝固点作为标准；牛顿则选用融雪温度和人体温度作为温标，并将这中间分成十二等份；1703年，丹麦学者罗默（1644～1710）则选用冰、水和食盐的混合温度作为零点，因为这是当年所能达到的最低温度。
德国人华伦海特（1686～1736）从罗默的工作得到启发，也研究了温度标准。1714年，他用水银代替酒精作为测温物质，于是就有可能利用水的沸点。他做了许多实验研究水的沸腾，认识到水的沸点在大气压一定的条件下是固定的，不同的大气压下，沸点会有所改变。他把结冰的盐水混合物的温度定为0°，以健康人的体温为96°，中间的32°正好是冰点，后来又确定水的沸点为212°，这就叫华氏温标，以表示。
华伦海特的工作推动了精确温度计的发展，在欧洲大陆，他的温度计使用很普遍。
瑞典天文学家摄尔萨斯，（1701～1744）1742年创制的温度计是在水的冰点的沸点间分100等份。不过，他为了避免冰点以下出现负温度，定冰点为100°，沸点为0°，和现行的摄氏温标（以℃表示）正好相反。我们现在的摄氏温标是1743年法国人克利斯首先采用的。从伽利略到摄尔萨斯，大约经过了180年，在这些漫长的岁月里，温度计几经沧桑，逐渐完善。
有了温度计，没有温度标准和分度规则也是不行的。而温度标准则有待于物态变化的研究。所以，温度计的发展历经这么长的时间。而一旦建立了完善的测温术，热学的实验研究也就蓬勃地展开了。
