兩種不同成分的導體（稱為熱電偶絲或熱電極）兩端接合成回路，當接合點的溫度不同時，在回路中就會產生電動勢，這種現象稱為熱電效應，而這種電動勢稱為熱電動勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表連接，顯示出熱電偶所產生的熱電動勢，通過查詢熱電偶分度表，即可得到被測介質溫度。

 

　　熱電偶是溫度測量中常用的傳感器。其主要好處是寬溫度范圍和適應各種大氣環境，而且結實、價低，無需供電，尤其便宜。熱電偶由在一端連接的兩條不同金屬線(金屬A和金屬B)構成。當熱電偶一端受熱時，熱電偶電路中就有電勢差。可用測量的電勢差來計算溫度。

 

　　由于電壓和溫度是非線性關系，因此需要為參考溫度(Tref)作第二次測量，并利用測試設備軟件和∕或硬件在儀器內部處理電壓—溫度變換，以獲得熱偶溫度(Tx)。Agilent34970A和34980A數據采集器均有內置的測量了運算能力。簡而言之，熱偶是簡單和通用的溫度傳感器，但熱偶并不適合高精度的應用。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續測量，某些特殊熱電偶低可測到-269℃（如金鐵鎳鉻），高可達+2800℃（如鎢-錸）。