恒溫熱線風速儀的熱敏式探頭的工作原理是基于冷沖擊氣流帶走熱元件上的熱量，借助一個調節開關，保持溫度恒定，則調節電流和流速成正比關系。當在湍流中使用熱敏式探頭時，來自各個方向的氣流同時沖擊熱元件，從而會影響到測量結果的準確性。
在湍流中測量時，恒溫熱線風速儀流速傳感器的示值往往高于轉輪式探頭。以上現象可以在管道測量過程中觀察到。根據管理管道紊流的不同設計，甚至在低速時也會出現。因此，恒溫熱線風速儀測量過程應在管道的直線部分進行。
恒溫熱線風速儀的主要用途是
（1）測量平均流動的速度和方向。
（2）測量來流的脈動速度及其頻譜。
（3）測量湍流中的雷諾應力及兩點的速度相關性、時間相關性。
（4）測量壁面切應力（通常是采用與壁面平齊放置的熱膜探頭來進行的，原理與熱線測速相似）。
（5）測量流體溫度（事先測出探頭電阻隨流體溫度的變化曲線，然后根據測得的探頭電阻就可確定溫度。除此以外還開發出許多專業用途。
恒溫熱線風速儀工作原理：
1、風向部分
風向部分由保護風向度盤的回彈頂桿所支撐。整體結構由風向標，風向軸及風向度盤等組成，裝在風向度盤上的磁棒與風向度盤組成磁羅盤用來確定風向方位。當下拉鎖定旋鈕并向右旋轉定位時，回彈頂桿將風向度盤放下，使錐形寶石軸承與軸尖相接觸，此時風向度盤將自動定北。風向示值由風向指針在風向度盤上的穩定位置來確定。當左旋轉鎖定旋鈕并使其向上回彈復位時，回彈頂桿將風向度盤頂起并定位在儀器上部，并使錐形寶石軸承與軸尖相分離，以保護風向度盤及軸承與軸尖不受損壞。
2、風速部分
風速的傳感器采用的是傳統的二杯旋轉架結構。恒溫熱線風速儀將風速變成旋轉架的轉速。為了減小啟動風速，采用特殊材料的輕質風杯和寶石軸承支撐。通過固定在旋轉架上的裝置經傳感器檢測后將信號傳送到主機內進行測算。
