Delovna snov kliničnega termometra je živo srebro. Njen balon ima veliko večjo prostornino kot kapilarna cev nad njim. Zaradi vpliva telesne temperature se živo srebro v žarnici rahlo spremeni; širjenje živega srebra povzroči znatno spremembo dolžine živosrebrovega stebra v cevi.
Temperatura človeškega telesa se giblje med 35 stopinjami in 42 stopinjami, zato je lestvica kliničnega termometra razdeljena na 35 stopinj do 42 stopinj, pri čemer je vsaka stopinja nadalje razdeljena na 10 delov, kar omogoča, da je termometer točen na 1/10 stopinje. Pri merjenju je treba termometer odstraniti iz pazduhe ali ust, takrat se bo temperatura balona znižala. Za zagotovitev, da odčitek še vedno predstavlja telesno temperaturo, je potrebna posebna zasnova: zelo tanka cevka med balonom in ravno stekleno cevko-zožitev. Spodnji del termometra, blizu balona, ima zelo ozek, ukrivljen vrat. Pri merjenju telesne temperature se živo srebro v balonu z naraščanjem temperature širi in potiska skozi zožilno cev v ravno cev, ki se dviga od vratu do določenega položaja v cevki. Ko je doseženo toplotno ravnovesje s telesno temperaturo, ostane stolpec živega srebra konstanten. Pri nizki zunanji temperaturi se živo srebro ob stiku s hladnim zrakom prostorninsko skrči in se odlomi na ozkem, ukrivljenem vratu. To prepreči, da bi živo srebro v tanki cevki steklo nazaj v žarnico in ohranja višino, ki jo je stolpec živega srebra dosegel ob stiku s telesom. Zato, ko zapusti telo, še vedno kaže telesno temperaturo. Po uporabi je treba klinični termometer "vrniti" tako, da močno stresete vrh termometra navzdol, da omogočite, da se živo srebro, ki se je dvignilo v cev, vrne v balon. Drugih termometrov nikoli ne stresajte; to je ključna razlika med kliničnim termometrom in drugimi tekočinskimi termometri.
