Temperatūras sensors ir ierīce, kas apkopo datus par temperatūru no avota un pārvērš to formā, ko var saprast gan novērotājs, gan cita ierīce. Šie sensori ir dažādos veidos un tiek izmantoti ļoti dažādiem mērķiem, sākot no vienkāršas mājas lietošanas līdz ārkārtīgi precīzai un precīzai zinātniskai lietošanai. Tiem ir ļoti svarīga loma gandrīz visur, kur tos izmanto; Temperatūras pārzināšana palīdz cilvēkiem izvēlēties apģērbu pirms pastaigas ārā, tāpat kā ķīmiķi palīdz izprast sarežģītās ķīmiskās reakcijas iegūtos datus.
Vispazīstamākais piemērs ir dzīvsudraba termometrs stiklā. Dzīvsudrabs izplešas un saraujas, pamatojoties uz temperatūras izmaiņām; kad šīs tilpuma izmaiņas ir kvantitatīvi noteiktas, temperatūru var izmērīt ar pietiekamu precizitātes pakāpi. Ārējā temperatūra ir mērījumu avots, un dzīvsudraba stāvoklis stikla caurulē ir novērojams temperatūras kvantitatīvs rādītājs, ko var saprast novērotāji. Parasti dzīvsudraba termometrus stiklā izmanto tikai nezinātniskiem nolūkiem, jo tie nav īpaši precīzi. Dažos gadījumos tos var izmantot vidusskolas vai koledžas ķīmijas laboratorijās, kad ļoti precīzs temperatūras mērījums nav svarīgs.
Sarežģītāks temperatūras sensors parasti tiek datorizēts, lai iegūtu precīzākus rezultātus. Arī tos dažkārt izmanto mājās nezinātniskiem nolūkiem; daži cilvēki glabā ārpusē sensorus, kas bezvadu režīmā sūta ārējās temperatūras datus uz digitālo displeju iekšpusē. Laboratorijā digitālais sensors parasti tiek kalibrēts, lai tas būtu daudz precīzāks. Šīm ierīcēm parasti ir viens no diviem veidiem: kontakta sensori mēra savu temperatūru pēc tam, kad tie ir sasnieguši termisko līdzsvaru ar vidi, un bezkontakta sensori mēra siltuma starojumu no savas vides noteiktā apgabalā. Visiem siltuma sensoriem rādījumos mēdz būt zināms kļūdu līmenis, jo temperatūru ir diezgan grūti precīzi izmērīt.
Daudziem organismiem, tostarp cilvēkiem un lielākajai daļai dzīvnieku, ir bioloģiskie temperatūras sensori, kas būtībā pilda tādu pašu funkciju kā mākslīgie: tie apkopo datus un pārsūta tos saprotamā formā. Piemēram, cilvēka maņu nervi elektrisku impulsu veidā nosūta sensoro informāciju no ādas uz smadzenēm. Smadzenes rada karstuma un aukstuma sajūtas, ko cilvēki izjūt, stāvot saulē vai ejot pa sniegu. Lai gan pašiem impulsiem nebūtu jēgas, ja tie tiktu novietoti indivīda priekšā, vispārējā karstuma un aukstuma sajūta ir pilnīgi saprātīga.