典型的毛細管熱式質量流量計(CTMF)由表體和流量檢測元件組成。流量檢測元件安裝在表體內與之構成一個整體。流經表體的一部分規定量的氣體轉入(旁通)流量檢測元件，由此測出氣體流量。
簡化的CTMF流量計如圖1所示，典型的流量檢測元件由一根薄壁管和兩個溫度傳感器組成。加熱器的設置取決于制造廠，可以和每個溫度傳感器組合在一起，也可以單獨設置在流量檢測元件的中部，即設置在氣流上游的溫度傳感器(T1)與氣流下游的溫度傳感器(T2)中間。
由一個精密的電源給流量檢測元件提供恒定的熱量。在流體靜止的條件下，兩個傳感器測得的溫度相同。當流量增大時，熱量從上游傳感器(T1)傳向下游傳感器(T2)。由一個橋路判讀兩者的溫差，并由一個放大器提供流量輸出信號。兩個傳感器之間的溫差與質量流量成正比。
由于在較大流量下傳導的熱量過多，采用基本型CTMF流量計只能準確測量很低的流量，因此CTMF流量計常常和一個層流元件配合使用。層流元件放置在主管道中產生小壓降。毛細管的兩端與層流元件的入口和出口相連，產生一個較小的分流通過毛細管。這種結構可確保總的氣流中有固定比率的氣流流過毛細管用于測量。加熱器和溫度傳感器通常放在毛細管上而不是主管道上。但在其它一些結構中傳感器直接放在主管道上，即沒有毛細管和層流元件。
雖然CTMF流量計可以配法蘭式管接頭，但通常都配備螺紋管接頭。這種CTMF流量計通常與檢測元件下游的流量控制器配套成為一個質量流量控制器。電子接口同旁通回路一樣位于同一單元內。一個典型的CTMF流量計結構如圖2所示。
質量流量計按測量管內徑分為細管型(也有稱毛細管型)和小型兩大類。小型測量管儀表只有直管型，內徑為4mm; 細管型測量管內徑僅0.2～0.5mm，稍大者為0.8～1mm，極容易堵塞，只適用于凈化無塵氣體。細管型儀表還有一種帶有調節單元和控制閥等組成一體的熱式質量流量控制器。所以檢測該類流量計時需要高中壓(一般是0.1MPa以上)的純氮氣(純度為99.99%的高純氮氣)作為介質。一般質量流量計有兩種顯示方式:質量或在標準狀態(0℃、101325Pa)下的體積量。
