Термометры основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды. При нагревании жидкость расширяется и подымается вверх.

Термометры бывают разными.  
В основе действия жидкостного термометра лежит расширение жидкости при нагревании. Точнее - различие коэффициентов расширения жидкости и стекла, поскольку стекло тоже расширяется (и если бы оно расширялось сильнее, чем жидкость, топоказания термометра пришлось бы отсчитывать вниз). 
Но бывают и, например, цифровые электронные термометры - в них датчиком температуры служит, как правило, полупроводниковый прибор, электрические свойства которого изменяются с изменением температуры, и эти изменения обрабтываются электронной схемой прибора. Другой вариант - использование термопаты в качестве датчика.  
Есть механический безжидкостный стрелочный термометр, действие которого основано на биметаллической пластине.