Radna tvar kliničkog termometra je živa. Njegova sijalica ima mnogo veći volumen od kapilarne cijevi iznad nje. Usled uticaja telesne temperature, živa u sijalici se neznatno menja; ekspanzija žive uzrokuje značajnu promjenu u dužini živinog stupca unutar cijevi.
Temperatura ljudskog tijela varira između 35 stepeni i 42 stepena, tako da je skala kliničkog termometra podeljena na 35 stepena do 42 stepena, pri čemu je svaki stepen dalje podeljen na 10 delova, što omogućava da termometar bude tačan do 1/10 stepena. Prilikom očitavanja, termometar se mora izvaditi iz pazuha ili usta, pri čemu će se temperatura sijalice smanjiti. Da bi se osiguralo da očitavanje i dalje predstavlja tjelesnu temperaturu, potreban je poseban dizajn: vrlo tanka cijev između sijalice i ravne staklene cijevi-suženje. Donji dio termometra, u blizini sijalice, ima vrlo uzak, zakrivljen vrat. Prilikom mjerenja tjelesne temperature, živa u sijalici se širi kako temperatura raste, gurajući se kroz suženu cijev u ravnu cijev, podižući se od vrata do određene pozicije unutar cijevi. Kada se postigne termička ravnoteža sa telesnom temperaturom, stub žive ostaje konstantan. Kada je vanjska temperatura niska, živa se skuplja u volumenu nakon kontakta sa hladnim zrakom, lomi se na uskom, zakrivljenom vratu. Ovo sprečava da se živa u tankoj cevi vrati nazad u sijalicu, održavajući visinu koju je stupac žive dostigao kada je u kontaktu sa telom. Stoga, kada napusti tijelo, još uvijek pokazuje tjelesnu temperaturu. Nakon upotrebe, klinički termometar treba "vratiti" snažnim protresanjem vrha termometra prema dolje kako bi se živa koja je podignula u cijev vratila u sijalicu. Druge termometre nikada ne treba tresti; ovo je ključna razlika između kliničkog termometra i drugih tekućih termometara.
