Son resistencias variables con la temperatura (semiconductores). Pueden ser:
- NTC (Negative Temperatura Coefficient) cuya resistencia disminuye cuando aumenta la temperatura.
- PTC (Positive Temperatura Coefficient) cuya resistencia aumenta cuando aumenta la temperatura.

Los termistores tienen las ventajas de ser muy sensibles, es decir, tienen grandes variaciones de resistencia con pequeñas variaciones de temperatura y tener un reducido tamaño. Sin embargo, tienen el inconveniente frente a las RTD de que la relación entre la resistencia y la temperatura es no lineal (observar las curvas características).
El margen de funcionamiento de un termistor, de -100 °C a 450 °C, es más limitado que en los termopares y los sensores RTD.