يرتفع السائل داخل ميزان الحرارة لأن الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة التي تنتقل من جسم أو بيئة دافئة إلى السائل الموجود داخل الأنبوب الزجاجي. عند انتقال هذه الطاقة الحرارية إلى السائل، يزداد نشاط حركة جزيئاته، مما يؤدي إلى تمدد السائل وازدياد حجمه. بسبب هذا التمدد، يرتفع مستوى السائل داخل الأنبوب الضيق، ويمكن قراءة درجة الحرارة عبر مقياس مدرج بجانب الأنبوب. هذه الظاهرة تعتمد على مبدأ التمدد الحراري للمواد، حيث أن السوائل مثل الزئبق أو الكحول المستخدمة في موازين الحرارة تتمدد عند ارتفاع درجة حرارتها، فتتسبب في ارتفاع السائل داخل الأنبوب.
