Có hai phương pháp đo nhiệt độ máy biến áp chính, một là nhiệt độ bề mặt dầu và hai là nhiệt độ cuộn dây.
Ngoài ra còn có hai phương pháp đo nhiệt độ cho nhiệt độ bề mặt dầu, một là kiểu áp suất, và phương pháp kia là đo nhiệt độ điện trở platin.
Có một loại chất lỏng trong đầu dò áp suất. Theo nhiệt độ, độ nở của chất lỏng là khác nhau. Ở cuối ống dẫn chất lỏng là một thiết bị cảm biến để đo giá trị áp suất. Theo áp suất, nó được chuyển thành tín hiệu nhiệt độ và gửi ra ngoài. Các loại tín hiệu phổ biến là tín hiệu điện áp 0-5 V, tín hiệu dòng điện 4-20 mA, tín hiệu điện trở bạch kim pt100, tín hiệu RS485. Phương pháp đo nhiệt độ này được sử dụng rộng rãi.
Phép đo nhiệt độ điện trở bạch kim được sử dụng trực tiếp như một đầu dò điện trở bạch kim. Hiện nay ít có hãng sản xuất loại nhiệt kế này, giá thành đắt, ứng dụng thực tế không nhiều.
Ngoài ra còn có hai phương pháp để đo nhiệt độ cuộn dây, một là phương pháp biến đổi biến áp, hai là phương pháp đo nhiệt độ sợi quang.
Việc chuyển đổi máy biến áp dựa trên phép đo nhiệt độ áp suất, đầu tiên là nhiệt độ bề mặt dầu, sau đó theo mối quan hệ giữa dòng điện thứ cấp của CT vỏ và chuyển đổi nhiệt độ, chồng chênh lệch nhiệt độ dầu đồng trên nhiệt độ bề mặt dầu và mô phỏng nhiệt độ cuộn dây. Phương pháp đo này không chính xác, nó chỉ là giá trị tính toán lý thuyết. Nhưng nó là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất.
Đo nhiệt độ bằng sợi quang là một công nghệ mới, đòi hỏi các thành phần đo nhiệt độ phải được cài đặt sẵn trong máy biến áp. Tuy nhiên, vì lý do cách điện, phương pháp này có những khuyết tật cố hữu, đặc biệt là ở máy biến áp UHV. Nó khá khó để áp dụng.
Gần đây, các nhà sản xuất cũng được yêu cầu cung cấp nhiệt kế hồng ngoại di động. Điều này chỉ có thể được sử dụng cho mục đích kiểm tra. Nó đo nhiệt độ của các bộ phận kết cấu bên ngoài và không thể được coi là phương pháp đo nhiệt độ cho chính máy biến áp chính.