القياس الحراري هو عملية قياس درجة الحرارة الموضعية، ويعتمد غالباً على تغير الخصائص الفيزيائية للمواد، مثل تمدد السوائل في مقياس الحرارة الزجاجي الشائع. تشمل التقنيات الأخرى المزدوجات الحرارية والثيرمستور ومقاييس الأشعة تحت الحمراء، لكن يجب أن تصل الأداة إلى التوازن الحراري مع الجسم المقاس لتجنب الأخطاء الناتجة عن انتقال الحرارة. لا يقتصر الإحساس بالحرارة على قراءة الميزان، بل تؤثر الرطوبة (المصباح الرطب) وتبريد الرياح والإشعاع المحيط على الراحة الحرارية للإنسان والحيوان. نظرياً، يعتمد القياس على القانون الصفري للديناميكا الحرارية، بينما توفر خلايا النقطة الثلاثية معايير عالمية ثابتة للمعايرة. في التطبيقات المتقدمة، تُستخدم قوانين إشعاع الجسم الأسود لقياس درجات حرارة بعيدة مثل إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، أو أطياف الجسيمات في فيزياء البلازما.