Il suo funzionamento si basa su una lamina bimetallica che, grazie al diverso coefficiente di dilatazione dei due metalli che la compongono, si flette sensibilmente a ogni minima variazione termica.
Un sistema meccanico ha il compito di captare e amplificare queste deformazioni, trasmettendole all'apparato scrivente. Quest'ultimo, tramite un pennino a inchiostro, traccia il grafico della temperatura su un diagramma di carta avvolto attorno a un cilindro rotante. Il movimento del cilindro, regolato da un meccanismo a orologeria interna, permette di ottenere una cronologia esatta delle fluttuazioni termiche giornaliere o settimanali.
In ambito astronomico e meteorologico, tale registrazione era fondamentale per analizzare le serie storiche del clima locale e per verificare la stabilità termica delle cupole osservative.