在兩種導體組成的閉合回路中，如果對其中一個連接點加熱，使得兩個連接點溫度不同，那么回路中就會有電流產生，這一現象叫做溫差電效應或賽貝克效應。相應的電動勢稱為溫差電勢，回路中所產生的電流稱為熱電流。熱電偶傳感器測溫是基于熱電轉換原理，產生的熱電動勢是由于在一根均質的導體上，如果存在溫度梯度，那么導體高溫區比低溫區自由電子擴散的速率快，因此，對于導體的某一個截面而言，溫度較高處因失去電子而帶正電，溫度較低處因電子而帶負電，從而形成了電位差值。
熱電偶 由兩種不同的材料組成，雖然理論上講任意兩種導體都可以制作熱電偶傳感器，但是，作為實用的測溫元件，并不是所有的材料都適合制作傳感器。作為熱電偶電極的材料應盡可能滿足以下條件：
(1)熱電偶應有較大的熱電動勢和熱電動勢率，并且熱電動勢值與溫度值之間呈線性或近似線性關系的單值函數。
(2)能應用在較寬的溫度范圍內，物理、化學性能都比較穩定。在測量高溫時，要求熱電偶材料有較好的耐熱性、 性、抗還原性及性。對于應用在核輻射場合的熱電偶，還要求有較好的抗輻照特性。
(3)電導率高，電阻溫度系數小。測量回路的電陰.變化會影響儀表的指示值，如果熱電偶的阻值比儀表內阻小得多，且阻值隨溫度變化較小，則在測量回路中的電阻變化就會很小，測溫誤差就會小。
(4)易于復制加工，工藝性好，便于定制統一的分度表。
(5)材料資源豐富，廉。
實際生產中很難找到一種能夠 滿足上述條件的材料選擇材料時，應根據具體情況，找出加工原料，使制作的熱電偶達到所期望的要求。熱電偶按電極特性分類，可分為難熔金屬熱電偶、貴金屬熱電偶、廉金屬熱電偶及非金屬熱電偶；按使用溫度范圍分類，可分為高溫熱電偶、中溫熱電偶及低溫熱電偶；按熱電偶結構類型分類，可分為普通熱電偶、愷裝熱電偶及結構熱電偶；按照用途分類可分為：標準熱電偶和工作用熱電偶兩種；按照工業化標準情況劃分，可分為標準化熱電偶和非標準化熱電偶。常用的八種熱電偶分別是鉑銠10-鉑熱電偶(S型)、鉑銠13-鉑熱電偶(R型)、鉑銠30-鉑銠6熱電偶(B型)、鎳鉻一鎳硅熱電偶(K型)、鎳鉻硅一鎳硅熱電偶(N型)、鎳鉻-銅鎳(康銅)熱電偶(E型)、鐵-銅鎳(康銅)熱電偶(J型)和銅-銅鎳(康銅)熱電偶(T型)。
熱電偶的熱電勢大小與電極材料以及兩連接點的溫度差有關。熱電偶的分度表和根據分度表標定的溫度儀表都是以熱電偶參考端等于0℃為前提條件的。但在使用熱電偶測溫時，要參考端溫度準確的保持在0℃很難，為了準確的測溫，就 采取修正或補償措施。將參考端溫度恒定在0℃時，因為在一個標準大氣壓下，冰和水的平衡溫度是0℃，檢定時一通常用清潔的水制成冰水混合物放在保溫瓶中，使水面略低于冰面，這樣實現的平衡溫度為0℃構成冰點器，再將熱電偶的兩個電極分別插在冰點器中。這樣熱電偶在測溫時，可接入測量儀表，測得熱電動勢后，經查熱電偶分度表或經測量儀表換算顯示即可知道被測點的溫度。
