Klinikinio termometro darbinė medžiaga yra gyvsidabris. Jo lemputės tūris yra daug didesnis nei virš jo esančio kapiliarinio vamzdelio. Dėl kūno temperatūros įtakos gyvsidabris lemputėje šiek tiek pakinta; gyvsidabrio išsiplėtimas sukelia reikšmingus gyvsidabrio stulpelio ilgio pokyčius vamzdyje.
Žmogaus kūno temperatūra svyruoja nuo 35 laipsnių iki 42 laipsnių, todėl klinikinio termometro skalė skirstoma į 35–42 laipsnius, o kiekvienas laipsnis dar padalintas į 10 dalių, todėl termometro tikslumas yra 1/10 laipsnių. Matuojant rodmenis, termometrą reikia nuimti nuo pažasties ar burnos, tada lemputės temperatūra sumažės. Norint užtikrinti, kad rodmuo vis dar atspindėtų kūno temperatūrą, reikalingas specialus dizainas: labai plonas vamzdelis tarp lemputės ir tiesus stiklinis vamzdis -susitraukimas. Apatinė termometro dalis, esanti šalia lemputės, turi labai siaurą, išlenktą kaklelį. Matuojant kūno temperatūrą, lemputėje esantis gyvsidabris plečiasi kylant temperatūrai, per sutraukiamąjį vamzdelį patenka į tiesų vamzdelį ir kyla nuo kaklo į tam tikrą vietą vamzdyje. Kai pasiekiama šiluminė pusiausvyra su kūno temperatūra, gyvsidabrio stulpelis išlieka pastovus. Kai lauko temperatūra žema, gyvsidabrio tūris susitraukia nuo sąlyčio su šaltu oru ir nutrūksta ties siauru, lenktu kaklu. Tai neleidžia gyvsidabriui ploname vamzdelyje tekėti atgal į lemputę ir išlaiko aukštį, kurį pasiekia gyvsidabrio stulpelis, kai liečiasi su kūnu. Todėl, kai jis palieka kūną, jis vis tiek rodo kūno temperatūrą. Panaudojus klinikinį termometrą reikia „grąžinti“ stipriai papurtant termometro viršų žemyn, kad į vamzdelį pakilęs gyvsidabris grįžtų į lemputę. Kitų termometrų niekada negalima kratyti; tai yra pagrindinis skirtumas tarp klinikinio termometro ir kitų skysčių termometrų.
