Existem sensores espalhados por todo o seu PC. Eles dependem do hardware que você usa, mas quase toda placa-mãe tem um sensor térmico no soquete da cpu. Então, tudo o que essas ferramentas fazem é pesquisar esses sensores para obter informações. Você pode fazer isso sozinho com um pouco de programação, por exemplo, usando o WMI.