热线式风速仪的原理是将一根通电加热的细金属丝（称热线）置于气流中，热线在气流中的散热量与流速有关，而散热量导致热线温度变化而引起电阻变化，流速信号即转变成电信号。
热线风速仪有两种工作模式：
1.恒流式，亦称定电流法，即加热金属丝的电流保持不变，气体带走一部分热量后金属丝的温度就降低，流速愈大温度降低得就愈多;温度变化时，热线电阻改变，两端电压变化，因而测得金属丝的温度则可得知流速的大小。
2.恒温式，亦称定电阻法(即定温度法)，改变加热的电流使气体带走的热量得以补充，而使金属丝的温度保持不变(也称金属丝的电阻值不变)如保持150℃，这时流速愈大则所需加热的电流也愈大，根据所需施加的电流(加热电流值)则可得知流速的大小。
热线风速仪的主要用途有：
1.测量平均流动的速度和方向。
2.测量来流的脉动速度及其频谱。
3.测量湍流中的雷诺应力及两点的速度相关性、时间相关性。
4.测量壁面切应力(通常是采用与壁面平齐放置的热膜探头来进行的，原理与热线测速相似)。
5.测量流体温度(事先测出探头电阻随流体温度的变化曲线，然后根据测得的探头电阻就可确定温度)，除此以外还开发出许多专业用途。
