Byggt á starfsreglum þeirra og mælisviðum er hægt að skipta hitamælum í eftirfarandi flokka:
1. Gashitamælar: Þessir mæla hitastig með því að nýta varmaþenslu og samdrátt lofttegunda. Algeng dæmi eru lofthitamælir og gasþéttleiki hitamælar.
2. Vökvahitamælar: Þessir mæla hitastig með því að nýta útþenslu eða samdrátt vökva. Sem dæmi má nefna áfengishitamæla og kvikasilfurshitamæla.
3. Rafræn hitamælir: Þessir mæla hitastig með því að nýta rafmagnsáhrif. Sem dæmi má nefna hitaeiningar, hitanema og hálfleiðara hitaskynjara.
