Их относят к манометрическим. Термобаллоны выполнены либо в виде цилиндра со стенкой большой толщины (сильфон), либо в виде трубки, навитой по винтовой линии (геликс). Внутренняя полость термобаллона может быть заполнена жидкостью (жидкостный термометр глубинный геликсный ТГГ), либо заполнена примерно на 2/3 объема легкокипящей жидкостью (конденсационный термометр типа «Сириус»).
При изменении температуры происходит тепловое расширение жидкости внутри термобаллона. Под действием этого давления перемещается (деформируется) геликс. Перемещение геликса механически передается пишущему перу.
Барабан с диаграммной бумагой вращается часовым механизмом.
