Gaisa temperatūras sensori ietver dažādas ierīces, kas bieži ir paredzētas apkārtējās vai apkārtējās atmosfēras temperatūras mērīšanai. Tos var izmantot arī parastos rūpnieciskos apstākļos, piemēram, automašīnu dzinējos ar degvielas iesmidzināšanu, lai aprēķinātu gaisa blīvumu, lai automašīnas borta dators varētu pielāgot degvielas plūsmu, samazinot to, gaisa blīvumam samazinoties, lai novērstu jaudas zudumu. Daži no visizplatītākajiem temperatūras sensoru veidiem kopumā ir termopāri, pretestības temperatūras ierīces (RTD), infrasarkanie sensori, termometri un silīcija diodes.
Termopāri darbojas, saskaroties ar diviem dažādu veidu metāliem, kas izplešas un saraujas dažādos ātrumos atkarībā no temperatūras. Tos bieži izmanto kā termostatus, kas ir temperatūras jutīgi slēdži, taču tos var izmantot arī kā gaisa temperatūras sensorus, jo tie spēj mērīt plašā temperatūras diapazonā no 32° Fārenheita (0° Celsija) līdz 2,102° Fārenheita (1,150) °C) vai vairāk. Termopāra gaisa temperatūras sensorus izmanto augstas temperatūras vidēs, piemēram, krāsnīs, taču tie nav īpaši labi, lai izmērītu nelielas grādu daļas vides izmaiņas.
Pretestības temperatūras ierīces un termistori mēra vielas elektriskās pretestības pieaugumu vai samazināšanos, temperatūrai paaugstinoties. RTD ir precīzāki attiecībā uz nelielām temperatūras izmaiņām nekā termopāri, taču tie nevar izmērīt tik augstu vai zemu temperatūru kā termopāri. Tie mēdz būt arī ilgstošāki un stabilāki nekā termopāri, lai gan to rādījumi var būt kļūdaini konstrukcijas un vides apstākļu dēļ. Tā kā tos neietekmē apkārtējais elektriskais troksnis, RTD bieži izmanto kā gaisa temperatūras sensorus rūpnieciskā vidē, kur ir jaudīgi motori vai augstsprieguma strāva.
Infrasarkanie temperatūras sensori ir netiešas mērīšanas ierīces, kurām nav nepieciešams fizisks kontakts ar mērāmo materiālu, jo tie mēra termisko starojumu, ko tas rada, ko bieži dēvē par melnā ķermeņa starojumu. Tāpēc tie ir noderīgi ekstremālos apstākļos, kur citi sensori nedarbosies, piemēram, krāsnīs, kur temperatūra var pārsniegt 5,000 ° Fārenheita (2,760 ° C) un rūpnieciskos procesos, kur notiek strauja apkure un dzesēšana. Silīcija diodes sensori darbojas pretējā galējībā nekā infrasarkano staru sensori, un tie ir noderīgi, mērot lielu aukstumu. Lai gan tos var izmantot kā gaisa temperatūras sensorus vidusskolas zinātniskajos eksperimentos, tos biežāk izmanto kriogēno gāzu mērīšanai šķidrā veidā, piemēram, šķidrā slāpekļa, skābekļa, ūdeņraža un hēlija.
Termometri, termistori un RTD ir visbiežāk izmantotie gaisa temperatūras sensoru veidi, un tos bieži izmanto arī šķidruma un cieto vielu temperatūras mērīšanai. Tipiski termometri darbojas, mērot šķidrā dzīvsudraba vai organiska, sarkana šķidruma izplešanos un saraušanos noslēgtā mēģenē, mainoties āra gaisa temperatūrai. Automobiļu gaisa temperatūras sensori parasti ir termistori. Neatkarīgi no tā, vai tie mēra izplūdes gāzes, ieplūdes gaisa plūsmu vai dzinēja dzesēšanas šķidrumu, tie visi darbojas pēc tāda paša principa, ka, apkārtējās vides temperatūrai uzkarstot, sensorā veidojas pretestība un samazinās sprieguma signāls, ko tas izvada uz datora vadības ierīcēm.