低温下，通常采用建立在
热力学第二定律的
卡诺热机概念基础上的开氏绝对温标，也称开氏温标(K)。这是一种理想化的温标，需用
理想气体温度计来实现（见
开尔文温度、
国际实用温标）。
低温下实际使用的
温度计，主要有
气体温度计、
蒸气压温度计、
电阻温度计、
温差电偶温度计和
磁温度计等。因各种温度计及其使用的温度范围中绘出了各种温度计适用的测温区。
是利用
理想气体的压强和体积的乘积与绝对温度成比例这一规律来进行
温度测量的。它有固定压强、测量体积的变化来确定温度的
定压气体温度计，和固定体积、测量压强变化来确定温度的
定容气体温度计。后者测量温度的
精度高，装置较简单。定容温度计在进行精确的修正后可近似于理想气体温度计。
利用与液体呈
热平衡状态的
饱和蒸气压来指示温度，其优点是在可使用的温度区间内灵敏度很高，尤其是在
沸点附近，装置简单。缺点是可使用的温度范围窄。
有金属
电阻温度计和半导体电阻温度计两类。它们都是利用电阻随温度变化（只是两者的
电阻温度系数符号相反）这一特性。前者有铂、金、铜、镍、铟等纯金属和铑铁、
磷青铜等合金；后者有碳、锗等。电阻温度计使用方便可靠，已广泛应用；尤其是半导体电阻温度计，在极低温度下具有非常高的灵敏度。
是基于
塞贝克效应（见
温差电现象）。常用的有铜-
康铜、铁-康铜、镍铬-康铜、镍铬-金铁以及金钴－铜等。它们的接点体积小、容量小、制作简单、安装方便，也得到广泛的应用。
是利用某些
顺磁性物质（例如，
硝酸铈镁、
硫酸锰铵和
硫酸铁铵）的
磁化率在低温下遵从
居里定律(□=□/□)或
居里-外斯定律〔□=□/(CT- □)〕,式中□ 和□ 分别为居里常数和居里温度,由测出的□值而求出温度。
磁温度计主要是在1K以下的极低温温区中使用。
低温温度计的选择，应综合考虑测温范围、灵敏度、精度、
复现性、热效应、
热响应时间、
热容、使用方法和价格等指标。