利用仪器进行气象观测是人体感觉的延伸。在利用仪器进行气象观测的初级阶段，我国曾经走在世界前列。早在公元前2世纪，我国就利用炭的质量变化和琴弦的伸缩来测量大气湿度。汉初，装置在“灵台“上的相风铜鸟，是用来测风向的。明永乐末年（1424年），朝廷曾向全国统一颁发雨量器，用来收集、了解全国各地的降雨情况。这是世界上最早的正规雨量观测。
随着欧洲工业的萌发，从16世纪末至19世纪中叶，大气探测在物理学的基础上发展起来，一系列测量大气的仪器先后发明出来并投入实际应用，气象科学进入了成长时期。标志着这一时期的开始是世界上最早的温度表的诞生。
古人判断物体的冷和热，惟一的办法是靠人的感觉，但是这种办法很不可靠。可以做个试验：在3个容器中分别倒进冷水、温水、热水。左手浸在冷水中，右手浸在热水中。半分钟后，将两只手都放到温水中。这时，你的左手会感到水很热，而右手却感到水很冷。显然，这种错误的感觉完全是人为的。怎样才能正确地判断物体的冷热呢？为了解决这个问题，意大利科学家伽利略制造出世界上最早的温度表。
伽利略（1564—1642）是一位声誉颇高的学者和音乐家的儿子。1581年，他进入比萨大学学习医学，但他喜欢数学而对医学没有兴趣。当时体温表还没有问世，伽利略想：“怎样才能测到病人的体温呢？”1603年，伽利略根据物体热胀冷缩的原理，制作了一枝一端吹成球状、一端开口、长45厘米的细玻璃管温度表。开始测温时，球部在上，先用双手握住玻璃管顶部的球，使球内空气受热膨胀，然后把玻璃管口插入水中，放开双手，管内空气变冷收缩，水就被吸了上来。玻璃管上有刻度，这样就可以在小范围内测量物体的温度。伽利略首先用它给他的学生们做体温测量试验，意外发现人体的正常温度是相同的这一规律。如果病人正在发烧，水柱就会升得比正常人高。不过，伽利略的这种以空气体积的变化作为指示的温度表，用于测量空气温度，还不够准确。
以后又有人把球部缩小并置于下面，管内盛水，水柱高度会随着周围环境温度的变化而变化。这就是现在人们常用的水银或酒精温度表的雏形。可是，由于水面露在大气里，而大气压力经常变化，因而严重影响了对温度的准确测量。这种温度表很快就被各种封闭式的液体温度表所取代。
1714年，德国物理学家华伦海特，在前人研究的基础上，给温度表内装入水银后加热，使液面上升到管子顶部，然后封闭玻璃管，冷却后水银收缩，液面下降，玻璃管上部呈现真空。华伦海特在制定温标时，把融化的冰和盐的混合温度规定为零度，把人体温度作为另一固定点，取96度。将纯水的冰点定为32度，水的沸点温度为212度。
1742年，瑞典天文学家摄尔修斯，为温度表制定了一种新的温标。他把冰融化的温度取为100度，水沸腾的温度取为0度。现代的摄尔修斯温标即摄氏温标改水的冰点温度为0℃，沸点温度为100℃。
