إن الهواء الذي يوجد حولنا في كل مكان يتكون من جزيئات غازية، والتي تتمثل في مجموعات مكونة من ذرتين أو أكثر، وفي حين أنه لا يُمكن لأي شخص رؤيتها بعينيه، إلا أن هذه الجزيئات تتحرك باستمرار وبسرعات كبيرة جدًا، وخلال تحركهم فإنهم يصطدمون ببعضهم البعض وكذلك مع الأسطح الصلبة، ومن الجدير بالذكر أن درجة حرارة الهواء تكون مقياسًا لمدى سرعة تحرك الجزيئات، وكلما ارتفعت طاقة حركة الجزيئات، ارتفعت درجة الحرارة التي نشعر بها في الهواء.
وتُقاس درجة حرارة الجو من خلال استخدام موازين الحرارة أي الترمومتر، وفي الغالب ما تتكون الترمومترات الشائعة من قضيب زجاجي به أنبوب رفيع جدًا، يحتوي هذا الأنبوب على سائل يتم توفيره من خزان في قاعدة مقياس الحرارة، وغالبًا ما يكون هذا السائل عبارة عن مادة الزئبق وأحيانًا يكون كحولًا أحمر اللون، وعند ارتفاع درجة حرارة السائل في الترمومتر فإنه يتمدد، ومع تمدده يرتفع في الأنبوب، وهذا الأنبوب يتميز بمقياس درجة فهرنهايت أو بالدرجات المئوية.
وحتى يتم قياس درجة حرارة الجو يجب الحرص على أن يكون مقياس الحرارة موضوعًا في الظل، ففي حال أن الشمس سطعت على الترمومتر فسوف يسخن السائل، وبالتالي تكون القراءة أعلى من درجة حرارة الهواء الحقيقية، إلى جانب أنه عند أخذ مقياس الحرارة للخارج، فيجب منحه بعض الوقت الكافي حتى يتكيف مع درجة حرارة الهواء الخارجي، فقد يستغرق هذا الأمر عدة دقائق