热重分析仪是一类热分析仪器，它的基本结构与热分析的基本结构相似。热重分析仪主要由两部分组成：一为温度控制系统，二是是天称重变换、放大、模/数转换、数据实时采集系统。通过计算机进行数据处、显示并打印曲线和处理结果。
试样质量m经称重变换器变成与质量成正比的直流电压Vo，经过称重放大器，放大K倍后，送到A/D（模/数转换器），在送到计算机，计算机不仅采集了质量转变为电压的信号，同时也采集了质量对时间的一次导数信号以及温度信号，对这三个信号进行数据处理，它们的曲线及其处理结果由显示器显示和打印机打印出来。
电减码是由电阻网络和多位十进制数字拨动开关组成的电砝码，拨动开关上的数字相当于试样盘上所减去的砝码值。气源是指在炉内提供真空还是充以各种气体状态的设备，使试样在该气氛下工作。
热重分析仪按试样与刀线之间的相对位置分类可分为：下皿式、上皿式、平卧式。按工作状态可分为偏移式（或称开环式）和回零式（或称闭环式）两种。
1.下皿式
由于这种热天平的坩埚是用铂丝或石英丝直接悬挂在天平横梁的一端上，因此，悬挂系统结构简单，质量轻，天平灵敏度高。缺点是加热炉在天平的下方，其热量会使气体上升，在试样坩埚附近产生较大的对流，会使横梁一臂受热，加大热重基线的漂移。此外热分解产物也容易附着在试样坩埚和吊丝上，增大热重测量的误差。
如果惰性气体由上而下以一定流量流动的话，可以避免上述的缺点。更有甚者，在对称方面也加一个加热炉，大小尺寸与试样加热炉相同，并以相同的升温速度升温，以此抵消试样加热炉的气体对流等的影响。
2.上皿式
炉子在分析仪的上方，如电炉热量、气体对流和热分解产物等因素对热重测量精度影响小。缺点是结构复杂，为使试样支架不倾倒，需用较大的重量平衡砣进行平衡，使合成重心位于刀线之下，增加了悬挂系统的重量，妨碍了热重灵敏度的提高。
3.平卧式
这种结构形式无需悬挂，试样支架直接挂在分析仪横梁的一端，水平伸入炉膛内，结构更为简单。这种结构的优点是通入气体流量的波动对热重测量影响很小。缺点是横梁一臂受热，热重基线漂移严重。
4.偏移式和回零式
①偏移式：是指试样质量的大小直接与天平偏移量成正比。偏移量的大小通常由位移传感器转变成电压信号，经放大后通过计算机采集、显示或打印下来。早期的热天平大多采用偏移式结构。
②回零式：是当试样质量变化而发生偏移时，用自动方式加到天平上一个与试样质量变化相等并相反的回复力（或力矩），使天平回到原始的平衡位置，即所谓的回零式。近代电子微量天平大多采用回零式的，它的精度要比偏移式的高。
