最早的温度计是在1593年由意大利的伽利略发明的。他发明的温度计是一根敞口的玻璃管，一端带有大如核桃的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热，然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化，玻璃管中的水面就会上下移动，根据水面移动的多少判定温度变化及温度高低。该温度计自身的热胀冷缩使其易受外界大气压强等环境因素的影响，测量误差较大。

伽利略的学生和其他科学家，在伽利略温度计的基础上进行了反复改进。法国的布利奥在1659年设计了一种温度计，他把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，具备了现代温度计的雏形。

荷兰的华伦海特分别于1709年采用酒精和1714年采用水银作为测量物质，制成了更精确的温度计。他当时观测了水的沸腾温度、冰水混合物的温度、冰和盐水混合物的温度。经过反复实验与核准，将特定浓度的盐水凝固时的温度标定为0℉，将人体正常的温度标定为100℉，据此纯水凝固时的温度为32℉，而标准气压下水的沸腾温度为212℉。这就是华氏温度，℉表示华氏温度单位（或刻度）。

华氏温度计出现的同一时期，法国的列缪尔也制造了一种温度计。他认为水银的膨胀系数太小，不宜做测温物质，所以专门研究以酒精作为测温物质的温度计，被称为列氏温度计。

瑞典的摄尔修斯于1742年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点标定为0℃，把水的冰点标定为100℃。又经过摄尔修斯的同事施勒默尔将温度标定点颠倒过来（即水的沸点为100℃，水的冰点为0℃），就成了沿用至今的摄氏温度，℃表示摄氏温度单位。英、美国家多用华氏温度，德国多用列氏温度，而中国、法国等大多数国家以及全世界科技领域和工农业生产中，多用摄氏温度。