Тепловые течеискатели представляют собой прибор, который использует различие теплопроводности между газами. Сенсор теплового течеискателя состоит из двух микрополостей, через которые встроенный вентилятор протягивает воздух. В одну полость газ поступает из пробоотборника, в другую с торца. В полостях находятся идентичные нити накала, включенные в мостовую схему. Таким образом, при появлении в пробоотборнике газа с теплопроводностью, отличной от теплопроводности воздуха, нить в одной из полостей меняет свою температуру, следовательно, и сопротивление. В мостовой схеме появляется разность потенциалов, которую течеискатель автоматически интерпретирует и переводит в стандартные единицы измерения потока. Благодаря тому, что тепловые течеискатели могут работать с газами, как с большей теплопроводностью, так и с меньшей, количество возможных тестовых газов очень велико. Однако чувствительность тепловых течеискателей зависит от тестового газа. Чем больше отличие в теплопроводности пробного газа от теплопроводности воздуха, тем выше чувствительность.

Тепловые (катарометрические) портативные течеискатели GasCheck английской компании Ion Science объединяют в себе возможность определения течи различных газов с чувствительностью до 1·10-5 см3/сек по гелию и небольшие габариты, позволяющие разместить такой портативный течеискатель в одной руке. Портативные течеискатели GasCheck питаются от стандартных батареек размера АА, что делает их незаменимыми для поиска течей при отсутствии сети электропитания.