Senzorji temperature zraka obsegajo različne naprave, ki so pogosto zasnovane za merjenje temperature okolja ali okolice. Uporabljajo se lahko tudi v običajnih industrijskih okoljih, na primer v motorjih z vbrizgavanjem goriva v avtomobilih za izračun gostote zraka, tako da lahko vgrajeni računalnik avtomobila prilagodi pretok goriva in ga zniža, ko se gostota zraka zmanjša, da prepreči izgubo moči. Nekatere najpogostejše vrste temperaturnih senzorjev na splošno so termoelementi, uporovne temperaturne naprave (RTD), infrardeči senzorji, termometri in silicijeve diode.
Termoelementi delujejo s stikom dveh različnih vrst kovin, ki se širijo in krčijo z različno hitrostjo, odvisno od temperature. Pogosto se uporabljajo kot termostati, ki so temperaturno občutljiva stikala, lahko pa se uporabljajo tudi kot senzorji temperature zraka zaradi njihove sposobnosti merjenja v širokem temperaturnem območju, od 32 ° Fahrenheita (0 ° Celzija) do 2,102 ° Fahrenheita (1,150 °F). ° Celzija) ali več. Senzorji temperature zraka s termoelementi se uporabljajo v visokotemperaturnih okoljih, kot so peči, vendar niso zelo dobri pri merjenju majhnih okoljskih sprememb za delce stopinje.
Uporovne temperaturne naprave in termistorji merijo povečanje ali zmanjšanje električne upornosti snovi, ko temperatura narašča. RTD so bolj natančni pri majhnih temperaturnih spremembah kot termoelementi, vendar ne morejo meriti tako visokih ali nizkih temperatur kot termoelementi. Prav tako so ponavadi bolj dolgotrajni in stabilni kot termoelementi, čeprav so lahko njihovi odčitki zaradi zasnove in okoljskih pogojev napačni. Ker nanje ne vpliva okoliški električni šum, se RTD pogosto uporabljajo kot senzorji temperature zraka v industrijskih okoljih, kjer so prisotni močni motorji ali visokonapetostni tok.
Infrardeči temperaturni senzorji so posredne merilne naprave, ki ne zahtevajo fizičnega stika z materialom, ki se meri, saj merijo toplotno sevanje, ki ga proizvaja, pogosto imenovano sevanje črnega telesa. Zato so uporabni v ekstremnih okoljih, kjer bi drugi senzorji odpovedali, na primer v pečeh, kjer lahko temperature presežejo 5,000° Fahrenheita (2,760° Celzija), in industrijskih procesih, kjer hitro potekata ogrevanje in hlajenje. Senzorji s silikonsko diodo delujejo v nasprotju s skrajnostjo infrardečih senzorjev in so uporabni pri merjenju ekstremnega mraza. Čeprav se uporabljajo kot senzorji temperature zraka v srednješolskih znanstvenih poskusih, se pogosteje uporabljajo za merjenje kriogenih plinov v tekoči obliki, kot so tekoči dušik, kisik, vodik in helij.
Termometri, termistorji in RTD so najpogosteje uporabljeni tipi temperaturnih senzorjev zraka in se pogosto uporabljajo tudi za merjenje temperatur tekočin in trdnih snovi. Tipični termometri delujejo tako, da merijo širitev in krčenje tekočega živega srebra ali organske rdeče tekočine v zaprti cevi, ko se temperatura zunanjega zraka spreminja. Senzorji temperature zraka v avtomobilih so običajno termistorji. Ne glede na to, ali merijo izpušne pline, pretok sesalnega zraka ali hladilno tekočino motorja, vsi delujejo po istem principu, da ko se temperatura okoliškega medija segreje, se upor v senzorju poveča in napetostni signal, ki ga oddaja računalniškim krmilnikom, se zmanjša.