据说，最早的温度计即是这种彩色玻璃球温度计，是在1593年由意大利科学家伽利略(1564～1642)发明的。现在市场上也称为伽利略温度计，主要用于室内装饰或作礼品收藏等用。

这种温度计中的玻璃球有一个奇妙的特性，若当前室温超过这个玻璃球下端吊牌所示的温度后，则该玻璃球会下沉，反之会上浮。因此，温度越低时浮起的小球越多，温度越高时下沉的小球越多。

伽利略温度计的读数虽然没有一些专业温度计精确，但确实具有趣味性。仔细观察会发现，玻璃管中的小玻璃球上下排列是有规律的，吊牌温度最高的小球在最上方，最低的在最下方，并且不管小球或沉或浮，都由上到下按照吊牌温度的降序排列。当所有小球都在玻璃管中静止，不再上下运动时，所有上浮小球中最下方一个小球的吊牌温度即为当前所测得的温度。

与平常使用的温度计不同，伽利略温度计原理，在某一温度下，小玻璃球的总体密度大于玻璃管中的透明液体密度，则它受到的透明液体的浮力小于它的重力，小球下沉；反之，若小玻璃球的总体密度小于玻璃管中的透明液体密度，则它受到的透明液体的浮力大于它的重力，小球上浮。

当玻璃管中的透明液体的温度改变，它的密度会随之改变。于是不同小球上浮或者下沉到一个与周围的液体密度相等的位置。 如果控制各个小球的总体密度，使得总体密度最低的小球排于上方，最高的排在底部，这样便形成可以温度标度，用于指示温度了。

温度一般是读取自一个被刻记的在各玻璃小球上的金属圆盘。也有制造厂商说，玻璃球下方那个看似金属质感的吊牌其实是塑料，因为常用的金属材料太重会使得玻璃球总体密度过大而无法浮起。并且，其实玻璃小球之间几乎没有区别，是精准控制的吊牌重量在起着调节玻璃小球总体密度的作用。