顺磁晶体在一定的温区内其磁化率服从简单的居里定律`x=\frac{C}{T}`，当T→E1/k时（E1为第一激发态能量）将出现偏差。在低温下，由于晶体场分裂及离子间相互作用的影响也将出现偏差，一般可写成$x=x_0 \frac{C}{T \Delta \frac{\delta}{T}}$，其中$\Delta=(\frac{4}{3}\pi-\epsilon)C$，ε为退磁因子，C取决于原子的基态与温度无关，δ是晶体场的影响，对大多数过渡族元素E1相当高则δ项可忽略。在选择磁温度计工质时，将其加工成球形或用粉末压成立方块，则$\epsilon=\frac{4}{3}\pi$，于是Δ=0。在具体使用时可用4个温度固定点以定出x0，C，Δ，δ等四个参数，以后只要测量磁化率x就可算得热力学温度T。