热膜式空气流量传感器的核心是个薄片状（热模）的加热元件，附有散热片。控制加热元件的温度恒定（简单的传感器热模本身有温度稳定作用）。温度高了减少加热电流使温度回落，反之亦然。

空气通过热膜带走热量，带走的热量多少和空气流量相关。为了保持热膜的温度稳定，热膜温度变化时加热电流必须对应变化。而温度呦呵空气流量相关，结果是加热电流和空气流量相关。