世界上最早的温度计是伽利略制造的。1593年他发明了根据气体的热胀冷缩的性质而制造的验温器。由于当时还没有温度的概念，所以人们称它为能指示物体“热”的程度的仪器。该仪器的主体是一根细长的玻璃管，玻璃管的一端开口，另一端带有一个鸡蛋大小的空玻璃球泡，玻璃球泡很容易被加热。先给球泡加热使里面的空气跑出一部分，然后把管子的开口端插入盛水的容器中，带色的水就会沿着管子上升到一定的高度，形成一个高于外部水面的水柱。这样就做成了一个测量气温的温度计。
随着温度的变化，瓶泡中所包含的空气会膨胀或收缩，颈中的水柱就会上下运动。如当天气转热的时候，玻璃管中的水柱就会降低，天气越热，下降越多，而当气温变冷时，玻璃管中的水柱就会上升。水柱上升的高度随玻璃泡中空气的冷热程度引起的热胀冷缩程度而变化。从伽利略的温度计的设计中可以看出，这种温度计数值大小不仅受温度变化的影响，而且还受大气压强起伏的影响。如果气温没有变化而大气压发生了变化，观察者将会误认为气温发生了变化。另外这个装置还没有刻度，只不过是个验温器。尽管伽利略的温度计很不完善，但他是试图对不确定的热的感觉转变为对物体热状态的客观表示的第一人，这毕竟是世界上最早的温度计。
