全不锈钢双金属温度计是基于绕制成环性弯曲状的双金属片组成。一端受热膨胀时，因双金属片的两种不同材料的线膨胀系数差异相对很大儿产生不同的膨胀和收缩，导致双金属片产生弯曲变形。根据不同的变形的量而产生不同的转动量，转动的量带动连接的转轴，转轴带动另一端的指示针，这样指示指针就可以指在正确的读数上，指示出了温度。
全不锈钢双金属温度计的原理决定了双金属温度计的抗震性好，读数方便；通体采用不锈钢外壳保护，具有较强的抗腐蚀性，适合于各种环境使用，且目前国内外较为通用的一种式。
全不锈钢双金属温度计采用的是金属材料，所以就会有一定的限制。金属的热膨胀系数只有在中低温时可以近似的认为是常数，到了高温，金属的热膨胀系数将不会维持在常数了，这时用以金属热胀冷缩原理制成的双金属温度计测出的温度是不准确的。
为解决此项应用困扰，在全不锈钢双金属温度计双金属片自由端配备上传动机构，指针和以温度标示的刻度盘，这样就可以直接显示出温度的示值。