نوع دیگری از فلومترها که دبی جرمی را اندازه‌گیری می‌کند، فلومتر حرارتی است. این تجهیز بیشتر به منظور پایش و کنترل مصرف گازهایی مانند هوای فشرده، کربن‌دی‌اکسید و گاز طبیعی و همچنین تشخیص نشتی به کار می‌رود. نمونه‌ای از این فلومتر در شکل زیر نشان داده شده است. این دبی‌سنج، دامنه مصرف گسترده و دقت معقولی دارد ولی کاربرد آن با محدودیت‌هایی نیز روبروست. از جمله این محدودیت‌ها می‌توان به وجود رطوبت در گازهای اشباع اشاره کرد. وجود مخلوط دو فازی در این فلومتر موجب بروز خطا در اندازه‌گیری و خوردگی سنسور دما می‌شود.
دبی سنج جرمی حرارتی اغلب برای تنظیم جریانهای کم گاز استفاده می شوند. آنها یا با وارد کردن مقدار مشخصی از گرما در جریان روان و اندازه گیری تغییرات دمای مرتبط با آن کار می کنند یا با نگه داشتن پروب در دمای ثابت و اندازه گیری انرژی لازم برای انجام این کار عمل می کنند. اجزای یک جریان سنج جرم حرارتی شامل دو سنسور دما و یک هیتر برقی بین آنها است. هیتر می تواند وارد جریان سیال شود یا می تواند خارج از لوله باشد.
در نسخه انتقال مستقیم گرما ، مقدار گرمایی گرم (q) توسط یک هیتر برقی اضافه می شود. از آنجا که جریان سیال از طریق لوله جریان می یابد ، آشکارسازهای دمای مقاومت (RTD) افزایش دما را اندازه گیری می کنند ، در حالی که مقدار گرمای الکتریکی وارد شده ثابت نگه داشته می شود.
جریان جرمی (m) بر اساس اختلاف دمای اندازه گیری شده (T2 – T1) ، ضریب متر (K) ، سرعت گرمای الکتریکی (q) و گرمای ویژه سیال (Cp) محاسبه می شود به شرح زیر است.
m = Kq/(Cp(T2 – T1))
