Un thermomètre à maximum-minimum fonctionne en enregistrant les températures maximum et minimum sur une certaine période de temps à l'aide de deux échelles réglées dans du mercure liquide. Deux ampoules remplies d'alcool ou d'huile régulent le mouvement du mercure .
Les thermomètres à maximum-minimum sont généralement des tubes de verre parallèles en forme de U. Un côté enregistre la température minimale, tandis que l'autre enregistre la température maximale depuis sa dernière lecture. Le coude au bas du thermomètre contient le mercure liquide, qui monte et descend en fonction des contractions de l'huile ou de l'alcool situés dans les deux bulbes en haut du thermomètre. Les contractions de l'alcool ou de l'huile sont le résultat de changements thermiques dans l'environnement provoquant sa dilatation ou sa contraction.
L'huile ou l'alcool pousse le mercure dans les deux tubes pour enregistrer certaines lectures de température, qui sont marquées par des index en acier dans les tubes qui sont maintenus en place par de petits ressorts. Les index sont situés à la surface du mercure et se déplacent lorsque le mercure est poussé par l'huile ou l'alcool. Lorsque les températures atteignent leur minimum et leur maximum, les index en acier restent en place. Cela permet de lire simultanément les températures minimale et maximale sans surveillance constante du thermomètre. Les index en acier peuvent être ramenés à la surface du mercure à l'aide de petits aimants.