空气温度计是一种测量室内或室外大气温度的装置。最常见的类型包括一根长管，底部含有汞或有色酒精，但也有其他类型，例如弹簧和数字温度计。当大气温度升高时，会使空气温度计内部的物质膨胀。相反，当空气变冷时，材料收缩并向下移动。温度计使用华氏、摄氏或开尔文的温标来提供以度为单位的热量测量。
最早的温度计之一是在大约 400 年前由伽利略发明的，用于测量水温，但直到很久以后才开发出测量空气温度的设备。一般来说，空气温度计的概念是基于这样一个事实：液体和气体在加热时会膨胀，在冷却时会收缩。第一个空气温度计使用与今天使用的许多仪器相同的基本机制：一个玻璃管，末端装有水银或有色酒精，加热时会从管子中上升。第一个温度计含有水，但后来的版本改用酒精或水银，因为它们的冰点较低。
温度计的管子上通常印有刻度，用于测量温度，内部的液体会根据温度上升到刻度上的某个点。在美国，华氏温标最常用，从 32 度的冰点开始。摄氏温标在欧洲和美国以外的世界大部分地区使用，以零度作为冰点开始。开尔文标度是第三种类型的测量，它基于绝对零的理论概念，即分子完全停止运动且不会变冷的点。它主要用于科学应用。
另一种空气温度计使用连接到刻度盘或仪表的热敏金属线圈来测量空气温度。随着空气变热，弹簧膨胀，导致指针移动得更高。弹簧温度计可能不如使用液体的温度计准确。数字温度计包含热敏材料，并在电子屏幕上而不是在印刷刻度上显示温度测量值。数字温度计通常比其他类型的温度计工作得更快。