溫度計發明以前，人們常常以自己的體溫，例如以手觸摸物體，來判別溫度高低。這種以體溫為標準的觸摸感覺法，只能判別一定範圍內的溫差。古代人所謂冷、寒、涼、溫、熱、燙等，都是些溫差概念，而不是指特定的溫度。感覺法往往因人而異。在某種程度上，已被感覺到屬「寒冷」(或「熱」)的一類物體，就很難再區分它們中哪一個更冷(或更熱)。因此，《淮南子·說山訓》寫道：
寒不能生寒，熱不能生熱；不寒不熱，能生寒熱。
這正是古代人由感覺導致的溫差觀念。
應當說，體溫是古代最恆定的「溫度計」。因為正常人的體溫基本相同。古代人充分地認識並利用這種「溫度計」。北魏賈思勰〔xie協〕在《齊民要術》中曾指出，牧民作乳酪，常使酪的溫度「小暖於人體」；作豆豉，「令溫如腋下為佳」。人的腋下溫度較為穩定，迄今仍為醫療界所採用。王禎《農書》述及養蠶氣溫時，指出養蠶人在蠶室內需穿單衣，「以為體測」，即以自己的體溫來測定蠶室內溫度：「自覺身寒，則蠶必寒，使添熟火；自覺身熱，蠶亦必熱，約量去火」。在焙制茶葉過程中，茶農「用火常如人體溫」，「若火多則茶焦不可食」(蔡襄：《茶錄》上篇)。
古代人以水的物態變化來判定天氣溫度。水結冰，天寒；冰化水，天氣轉暖。因此，古代人常說：「見瓶中之水，而知天下之寒暑」(《淮南子·兵略訓》)；或者說：「睹瓶中之冰，而知天下之寒。」(《淮南子·說山訓》)
如前所述水的遞次沸騰現象，反之，人們以這種可見的現象來判定水溫。蘇東坡有一首詩描寫煮水泡茶的情景：「蟹眼已過魚眼生，颼颼欲作松風聲。」(轉引自《農書·百穀譜集之十·茶》)水中的氣泡及其聲音都可供人們判斷水是否已沸。明代屠龍說，燒水有三沸：「始如魚目微微有聲，為一沸；緣邊泉涌連珠，為二沸；奔濤濺沫，為三沸。」(《考槃餘事》卷三《茶箋》)由現在的知識判斷，一沸約75℃—80℃，二沸約85℃—90℃，三沸為100℃。
在冶煉和燒陶過程中，工匠善於看火候，察顏觀色判別溫度高低。「火候」成為中國傳統科學文化中內含豐富的知識之一。冶鑄青銅合金時，火焰的顏色可供判別銅與錫是否熔化，可否開爐鑄造。春秋戰國之際的《考工記》寫道：
黑濁之氣竭，黃白次之；黃白之氣竭，青白次之；青白之氣竭，青氣次之。然後可鑄也。
就今日冶鑄技術看，這些描述也有合理之處。首先熔解揮發的是那些不純雜物，呈現「黑濁」的焰色；然後熔點較低的錫熔解並揮發，呈現「黃白」的焰色；隨溫度上升，銅熔化並揮發，呈現「青白」焰色。最後，爐火純青，開爐鑄造。這種察看火候的方法，不僅被歷代工匠沿用，也被煉丹家所發展。煉丹家以火焰顏色判斷丹砂和礦石中的成份。如「硝石」(硝酸鉀)火焰為「紫青」，氧化銅火焰「似紅金」，「硝汞」(汞與硫化合物)為「青焰」等等。直到18世紀，有關冶煉著作還寫道：「凡煉，……綠火黃火，各如其礦色也。惟紅火為上，乃銅之光。」(檀萃：《滇海虞衡志》卷二《金石》)從這些文字記載看，火候的概念確實包括了在火焰顏色中反映出來的溫度高低。今天人們常說的「火候足」或「火候不到」，多包含溫度或環境氣氛等多層意思。
值得指出的是，溫度高低常常與熱傳遞有關。在這方面，漢代王充的許多論述極為精彩。他寫道：
近水則寒，近火則溫，遠之漸微。何則？氣之所加，遠近有差也。(《論衡·寒溫篇》)
這正是熱傳遞現象及其與遠近距離的關係。王充以「氣」的觀念來解釋這種現象，也不是完全沒有道理的。他還寫道：
夫熯〔han旱〕一炬火(即燭火)爨〔竄〕一鑊〔huo獲〕水，終日不能熱也。倚一尺冰，置庖廚中，終夜不能寒也。何則？微小之感不能動大巨也。(《論衡·感虛篇》)熯薪燃釜，火猛則湯熱，火微則湯冷。(《論衡·譴告篇》)
這些敘述，暗含著熱量大小以及與其發生熱傳遞的外界系統的關係。熱的能量太小，不足於影響或改變巨大的外界系統的溫度。王充的這些科學思想，在科學史上是罕見的。
傳教士進入中國之後，17世紀下半葉溫度計才從西方傳入中國。