Nhiệt kế tối đa-tối thiểu hoạt động bằng cách đăng ký nhiệt độ tối đa và tối thiểu trong một khoảng thời gian nhất định bằng cách sử dụng hai thang đo đặt trong thủy ngân lỏng. Hai bóng đèn chứa đầy cồn hoặc dầu điều chỉnh chuyển động của thủy ngân .
Nhiệt kế tối đa-tối thiểu thường là các ống thủy tinh song song hình chữ U. Một bên ghi nhiệt độ tối thiểu, trong khi bên kia ghi nhiệt độ tối đa kể từ lần đọc cuối cùng của nó. Phần uốn cong ở đáy nhiệt kế chứa thủy ngân lỏng, chuyển động lên xuống dựa trên sự co bóp của dầu hoặc cồn nằm trong hai bóng đèn ở đầu nhiệt kế. Sự co lại của rượu hoặc dầu là kết quả của sự thay đổi nhiệt trong môi trường khiến nó nở ra hoặc co lại.
Dầu hoặc rượu đẩy thủy ngân trong cả hai ống để ghi lại các số đọc nhiệt độ nhất định, được đánh dấu bằng các chỉ số thép trong các ống được giữ cố định bằng lò xo nhỏ. Các chỉ số nằm trên bề mặt của thủy ngân và di chuyển khi thủy ngân bị đẩy bởi dầu hoặc rượu. Khi nhiệt độ đạt đến mức tối thiểu và tối đa, các chỉ số thép vẫn ở nguyên vị trí. Điều này cho phép đọc đồng thời cả nhiệt độ tối thiểu và nhiệt độ tối đa mà không cần theo dõi liên tục nhiệt kế. Các chỉ số thép có thể được đưa trở lại bề mặt của thủy ngân bằng cách sử dụng nam châm nhỏ.
