热膜式空气流量计其结构和工作原理与热线式空气流量计基本相似，不同之处在于热线式空气流量计使用铂丝制成的热线电阻器，热膜式空气流量计不使用价钱昂贵的铂丝热线，而是用热膜代替热线，并且把热膜镀在陶瓷片上，制引起本较低，且测量元件不直接承受空气流的作用力。热膜式空气流量计的使用周期较长。
高端一点的汽车空气流量计大多数有热线式 和 热膜式空气流量计两种，他们关键的区别在于探头。热线式的探头是一个线状的铂热电阻探头，而热膜式的探头是一个片装的探头。其内部工作模式基本都差不多。
空气流量计的关键作用是检查发动机的进气量或进气温度，有一部分还有检查大气压力。根据进气量的大小，转换成电信号，到ECU里面运算，跟节气门位置传感器一同调节发动机的转速（喷油时间和点火时间调节）。