温度および湿度センサーは、主に2つのタイプで設計されています。1つは、設定された温度や湿度に達するとトリガーやスイッチとして作動し、特定の回路を起動するタイプです。もう1つは、周囲空気の瞬間的な温度や湿度を測定するより複雑なタイプで、トリップポイントはなく、アナログ応答が測定値に応じて変化します。

単純な温度センサーは、熱力学に基づく金属の膨張原理を利用します。温度変化により金属が曲がり、スイッチング機構と接触したり離れたりすることで、目標温度に達したことを検知します。電子回路用の複雑な温度センサーでは、トランジスタのベースとエミッタ間の電圧降下を測定して温度を算出します。トランジスタの電圧差は温度に応じて既知の変化を示すため、測定が容易です。

湿度センサーは通常、空気中の温度も測定します。湿度は空気中の水分量と気温の関係で決まるためです。湿度はコンデンサを用いて測定され、2枚のコンデンサ板間の誘電体が水分子を吸収することで誘電率(k値)が変化し、この変化が電圧に反映され、測定・報告されます。