חיישנים שתוכננו על בסיס עקרון הרחבת המתכת
מתכות מתרחבות בתגובה לשינויים בטמפרטורת הסביבה, וחיישנים יכולים להמיר תגובה זו לאותות בדרכים שונות.
חיישני רצועה דו-מתכתית: רצועות דו-מתכתיות מורכבות משתי מתכות עם מקדמי התפשטות שונים המחוברות זו לזו. עם שינויי טמפרטורה, חומר A מתרחב יותר מהמתכת האחרת, מה שגורם לרצועה להתכופף. ניתן להמיר את העקמומיות של עיקול זה לאות פלט.
חיישני מוט וצינור דו-מתכתיים: ככל שהטמפרטורה עולה, אורך צינור המתכת (חומר A) גדל, בעוד שאורכו של מוט הפלדה שאינו-מתרחב (מתכת B) לא. התרחבות ליניארית זו של צינור המתכת עקב השינוי במיקום יכולה להיות מועברת. לעומת זאת, ניתן להמיר התרחבות ליניארית זו לאות פלט.
חיישנים שתוכננו על בסיס עקומות דפורמציה של נוזלים וגזים: גם נוזלים וגזים עוברים שינויים בנפח עם הטמפרטורה.
מבנים שונים יכולים להמיר שינוי התרחבות זה לשינוי מיקום, ובכך ליצור פלט של שינוי מיקום (פוטנציומטרים, הטיית חישה, בלבולים וכו').
חישת התנגדות: ההתנגדות של מתכת משתנה עם הטמפרטורה.
עבור מתכות שונות, השינוי בהתנגדות משתנה עם כל שינוי מעלה צלזיוס בטמפרטורה, וערך התנגדות זה יכול לשמש ישירות כאות הפלט.
ישנם שני סוגים של שינויי התנגדות:
מקדם טמפרטורה חיובי: עליית טמפרטורה=עליית התנגדות
ירידה בטמפרטורה=ירידה בהתנגדות
מקדם טמפרטורה שלילי: עליית טמפרטורה=ירידה בהתנגדות
ירידה בטמפרטורה=עליית התנגדות
חישה תרמי
צמד תרמי מורכב משני חוטי מתכת מחומרים שונים המרותכים יחד בקצותיהם. על ידי מדידת טמפרטורת הסביבה של האזור הלא מחומם, ניתן לקבוע במדויק את הטמפרטורה של הנקודה המחוממת. מכיוון שהוא דורש שני מוליכים מחומרים שונים, הוא נקרא צמד תרמי. צמדים תרמיים העשויים מחומרים שונים משמשים בטווחי טמפרטורות שונים, וגם הרגישויות שלהם משתנות. רגישות צמד תרמי מתייחסת לשינוי בהפרש פוטנציאל הפלט כאשר הטמפרטורה של הנקודה המחוממת משתנה במעלה אחת. עבור רוב הצמדים התרמיים הנתמכים בחומרי מתכת, ערך זה הוא בערך בין 5 ל-40 מיקרו וולט/מעלה.
מכיוון שהרגישות של חיישן טמפרטורה של צמד תרמי אינה תלויה בעובי החומר, ניתן לייצר חיישני טמפרטורה באמצעות חומרים דקים מאוד. מכיוון שלחומרי המתכת המשמשים לייצור צמדים תרמיים יש גמישות מצוינת, לאלמנטים הזעירים של חישת הטמפרטורה יש מהירויות תגובה גבוהות במיוחד ויכולים למדוד תהליכים המשתנים במהירות.