Sensor suhu udara terdiri dari berbagai perangkat yang sering dirancang untuk mengukur suhu atmosfer ambien atau sekitarnya. Mereka juga dapat digunakan dalam pengaturan industri umum juga, seperti pada mesin injeksi bahan bakar di mobil untuk menghitung kepadatan udara sehingga komputer on-board mobil dapat menyesuaikan aliran bahan bakar, menurunkannya saat kepadatan udara menurun untuk mencegah hilangnya daya. Beberapa jenis sensor suhu yang paling umum secara keseluruhan adalah termokopel, perangkat suhu resistif (RTD), sensor inframerah, termometer, dan dioda silikon.
Termokopel beroperasi dengan kontak dua jenis logam yang berbeda yang mengembang dan berkontraksi pada tingkat yang berbeda tergantung pada suhu. Mereka sering digunakan sebagai termostat, yang merupakan sakelar sensitif suhu, tetapi juga dapat digunakan sebagai sensor suhu udara karena kemampuannya untuk mengukur pada rentang suhu yang luas, dari 32° Fahrenheit (0 ° Celcius) hingga 2,102° Fahrenheit (1,150 ° Celcius) atau lebih. Sensor suhu udara termokopel digunakan di lingkungan bersuhu tinggi seperti kiln, tetapi tidak terlalu baik dalam mengukur perubahan lingkungan menit dalam fraksi derajat.
Perangkat suhu resistif dan termistor mengukur kenaikan atau penurunan hambatan listrik materi saat suhu naik. RTD lebih akurat pada perubahan suhu kecil daripada termokopel, tetapi tidak dapat mengukur suhu setinggi atau serendah termokopel. Mereka juga cenderung lebih tahan lama dan stabil daripada termokopel, meskipun pembacaannya bisa salah karena desain dan kondisi lingkungan. Karena tidak terpengaruh oleh kebisingan listrik di sekitarnya, RTD sering digunakan sebagai sensor suhu udara di lingkungan industri di mana terdapat motor yang kuat atau arus tegangan tinggi.
Sensor suhu inframerah adalah perangkat pengukuran tidak langsung, tidak memerlukan kontak fisik dengan bahan yang diukur, karena mereka mengukur radiasi termal yang dihasilkannya sering disebut sebagai radiasi benda hitam. Oleh karena itu mereka berguna dalam lingkungan ekstrim di mana sensor lain akan gagal, seperti di tungku di mana suhu dapat melebihi 5,000 ° Fahrenheit (2,760 ° Celcius) dan proses industri di mana pemanasan dan pendinginan berlangsung cepat. Sensor dioda silikon beroperasi pada ekstrem yang berlawanan dengan sensor inframerah, dan berguna untuk mengukur suhu dingin yang ekstrem. Meskipun mereka memiliki aplikasi sebagai sensor suhu udara dalam eksperimen sains sekolah menengah, mereka lebih sering digunakan untuk mengukur gas kriogenik dalam bentuk cair, seperti nitrogen cair, oksigen, hidrogen, dan helium.
Termometer, termistor, dan RTD adalah jenis sensor suhu udara yang paling umum digunakan, dan juga sering digunakan untuk mengukur suhu cair dan padat. Termometer tipikal bekerja dengan mengukur ekspansi dan kontraksi baik merkuri cair atau cairan merah organik dalam tabung tertutup, saat suhu udara luar berubah. Sensor suhu udara otomotif biasanya termistor. Baik itu mengukur gas buang, aliran udara masuk, atau cairan pendingin mesin, semuanya beroperasi dengan prinsip yang sama bahwa saat suhu media di sekitarnya memanas, hambatan dalam sensor terbentuk dan sinyal tegangan yang dihasilkannya ke kontrol komputer berkurang.