Przepływomierz termiczny może być dowolnym z asortymentu urządzeń przeznaczonych do pomiaru prędkości masy przechodzącej przez zamkniętą przestrzeń, zwykle rurę. Gdy masa przemieszcza się przez zamkniętą przestrzeń, przepływomierz termiczny wykrywa natężenie przepływu, mierząc ciepło przekazywane z powierzchni czujnika do przepływającej masy. Tego typu czujniki opierają się na zasadzie, że wraz ze zmianą prędkości zmienia się również wpływ masy na czujniki pomiarowe.
Czujniki w przepływomierzu termicznym wielokrotnie wytwarzają ciepło za pomocą jakiegoś zewnętrznego źródła energii elektrycznej. Gdy cząsteczki gazu przechodzą przez czujniki, zabierają część tego ciepła wraz z resztą masy w zamkniętej przestrzeni. Energia elektryczna potrzebna do utrzymania temperatury bazowej będzie odzwierciedlać przepływ masowy z zależności wprost proporcjonalnej. Przydatny w wielu zastosowaniach, przepływomierz termiczny może być najbardziej przydatny do pomiaru natężenia przepływu różnych gazów podczas operacji ekstrakcji.
Chociaż istnieje wiele różnych konfiguracji przepływomierzy termicznych, dwie można uznać za najważniejsze i powszechnie stosowane. Jedna ważna konfiguracja jest znana jako zanurzalny przepływomierz termiczny. Jest w bezpośrednim kontakcie z przepływającą masą i może zawierać dwa czujniki. Jeden czujnik mierzy temperaturę masy, a drugi próbuje utrzymać stałą temperaturę. Różnica między dwoma czujnikami wskazuje na coś, co nazywa się zasadą wykrywania termicznego, która jest wprost proporcjonalna do prędkości przepływu masy.
Inną konfiguracją przepływomierza termicznego jest konstrukcja z rurką kapilarną. W tej konfiguracji czujnik termiczny jest uważany za wbudowany, co oznacza, że jest bezpośrednio podłączony do zamkniętej przestrzeni. Następnie czujnik mierzy ilość ciepła przeniesionego do przepływającej masy. Zarówno czujniki zanurzalne, jak i kapilarne opierają się na zasadzie wykrywania termicznego, która ma tak wysoką dokładność, że może być stosowana w wielu sytuacjach.
Na przykład przepływomierz termiczny może pomóc w badaniach, zapewniając precyzyjne natężenia przepływu dla różnych rodzajów gazu. Przepływomierze są również potencjalnie przydatne w zastosowaniach przemysłowych i komercyjnych, takich jak magazynowanie i dystrybucja gazu. Natężenie przepływu jest ważną częścią wielu operacji związanych z produkcją, dystrybucją i wykorzystaniem gazu obojętnego lub palnego. Przepływomierz termiczny może również dostarczać cennych danych dla operacji miejskich, takich jak napowietrzanie ścieków lub dystrybucja gazu ziemnego.