La base d'un thermomètre Galileo est remplie d'eau ordinaire. Les globes colorés à l'intérieur du thermomètre sont des bulles de verre remplies d'eau colorée.
Un thermomètre Galileo est un thermomètre précis. Aujourd'hui, cependant, ces thermomètres sont principalement utilisés pour la décoration. Les forces de gravité et de flottabilité agissent sur les objets immergés dans l'eau. À mesure que la température de l'eau augmente ou diminue, les objets à l'intérieur deviennent plus ou moins flottants. Les orbes de verre ont des poids attachés à eux avec le numéro de température gravé dessus. L'orbe de température la plus élevée au bas du thermomètre est le plus proche de la température réelle.