據說，最早的溫度計即是這種彩色玻璃球溫度計，是在1593年由意大利科學家伽利略(1564～1642)發明的。現在市場上也稱為伽利略溫度計，主要用于室內裝飾或作禮品收藏等用。

這種溫度計中的玻璃球有一個奇妙的特性，若當前室溫超過這個玻璃球下端吊牌所示的溫度后，則該玻璃球會下沉，反之會上浮。因此，溫度越低時浮起的小球越多，溫度越高時下沉的小球越多。

伽利略溫度計的讀數雖然沒有一些專業溫度計精確，但確實具有趣味性。仔細觀察會發現，玻璃管中的小玻璃球上下排列是有規律的，吊牌溫度最高的小球在最上方，最低的在最下方，并且不管小球或沉或浮，都由上到下按照吊牌溫度的降序排列。當所有小球都在玻璃管中靜止，不再上下運動時，所有上浮小球中最下方一個小球的吊牌溫度即為當前所測得的溫度。

與平常使用的溫度計不同，這種溫度計利用的則是密度差原理。簡單的說，在某一溫度下，小玻璃球的總體密度大于玻璃管中的透明液體密度，則它受到的透明液體的浮力小于它的重力，小球下沉；反之，若小玻璃球的總體密度小于玻璃管中的透明液體密度，則它受到的透明液體的浮力大于它的重力，小球上浮。

當玻璃管中的透明液體的溫度改變，它的密度會隨之改變。于是不同小球上浮或者下沉到一個與周圍的液體密度相等的位置。 如果控制各個小球的總體密度，使得總體密度最低的小球排于上方，最高的排在底部，這樣便形成可以溫度標度，用于指示溫度了。

溫度一般是讀取自一個被刻記的在各玻璃小球上的金屬圓盤。也有制造廠商說，玻璃球下方那個看似金屬質感的吊牌其實是塑料，因為常用的金屬材料太重會使得玻璃球總體密度過大而無法浮起。并且，其實玻璃小球之間幾乎沒有區別，是精準控制的吊牌重量在起著調節玻璃小球總體密度的作用。