单磁铁表面温度计属于双金属温度计。它的工作原理是基于固体受热膨胀的原理，把两片膨胀系数差异很大的金属片焊在一起。当温度变化时，差异很大的膨胀系数造成了不同的膨胀和收缩，致使金属片产生弯曲变形。根据不同的变形而产生不同的转动量，转动量带动连接的转轴和另一端的指示针，指示出了温度。

它的背面有一个磁铁，牢牢吸附在被测介质上，由此得名单磁铁表面温度计，测温时，只要把单磁铁表面温度计吸附在清洁的被测金属表面，等待约15分钟的反应时间，这个时间刻度盘上指示的温度即为被测介质的表面温度。这一简单省力的测温方法是单磁铁表面温度计的亮点之一。单磁铁表面温度计一般用在管道、或者是模具制造的环境里。