水溫計的組成部分有液泡、刻度、玻璃管。
水溫計算一般包括水溫模型的建立及計算。水溫模型是描述水體溫度場變化規律的數學表達式。主要研究水體溫度場的變化特徵，預報水體水溫或取水水溫；應用於環境影響評價、水庫水溫研究、熱污染防治、水體水質分析以及大壩設計、施工、管理等方向。
根據水體類型，水溫模型分爲水庫水溫模型、河流水溫模型、海洋水溫模型等（一般把湖泊水溫模型歸於水庫水溫模型一類）；根據考慮空間變量的個數，可分爲零維模型、一維模型、二維模型、三維模型。
水溫模型的建立是以熱力學、流體力學、氣象學等爲基礎的，其核心是熱量平衡方程。熱在水中通過傳導、對流及輻射傳遞而轉移。傳導取決於水的分子運動，對流取決於水的流動，輻射依賴於水的吸熱特性。水面與大氣之問的熱交換是最複雜、最重要的邊界條件之一，包括太陽輻射、大氣長波輻射、水面長波輻射、蒸發、傳導、降水等；除太陽輻射能進入水體較深處以外，其餘都在水面附近發生。水體與岩土之間的熱交換在水較深、非封閉的情況下，與水面的熱交換相比可忽略不計。水力特性、風、環流等是影響水溫變化規律的重要因素。
