温度及湿度传感器通常被设计为两种主要型号。其中一种为，传感器作为触发器或开关，在达到一定程度的温度或湿度时，传感器被触发，指定电路被激活。另一种更复杂的型号可用于测量环境空气中的实际瞬时温度或湿度。没有跳变点，只有对两种大气读数等级不同的模拟响应。

简单的温度传感器依靠金属的热力扩张原理。随着温度变化，金属会发生弯曲，直至开关机制产生或移除接触。这表示已达到所需的温度。更加复杂的温度传感器，尤其是用于电子电路的，依靠晶体管的压降来确定当前温度。由于晶体管设备的电压增量众所周知是一个温度系数，通过测量基座到发射器的电压很容易就能确定温度。

湿度传感器通常也能测量空气中的温度，因为湿度表示空气中的水分与当前空气温度的关系。湿度传感器一般依靠电容器来确定水分含量。两个电容板之间的电介质元素可以聚集水分子，并根据已知的模式来调节 k 值。这便会以一种能够感应和报告的方式影响电压。