热重分析仪主要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。常用的测量的原理有两种，即变位法和零位法。所谓变位法，是根据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系，用差动变压器等检知倾斜度，并自动记录；零位法是采用差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度，然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，使线圈转动恢复天平梁的倾斜，即所谓零位法。由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例，这个力又与线圈中的电流成比例，因此只需测量并记录电流的变化，便可得到质量变化的曲线。

　　热重分析仪对五水硫酸铜（CuSO4·5H2O）的分析举例：

　　五水合硫酸铜晶体失水一共分三步，先失去配位键与铜离子结合的水分子，温度为102℃。

　　两个与铜离子以配位键结合，并且与外部的一个水分子以氢键结合的水分子随温度升高而失去，大致温度为113℃。

　　最外层水分子最难失去，因为它的氢原子与周围的硫酸根离子中的氧原子之间形成氢键，它的氧原子又和与铜离子配位的水分子的氢原子之间形成氢键，总体上构成一种稳定的环状结构，破坏这个结构需要比较高的能量。失去最外层水分子需要的温度为258℃。