熱電偶是溫度測量儀器中常用的測溫元件。它直接測量溫度，并將溫度信號轉換成熱電動勢信號，再通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。各種熱電偶的外觀往往因需要而不同，但它們的基本結構大致相同，通常由熱電極、絕緣套管保護管和接線盒等主要部件組成，通常與顯示儀表、記錄儀表和電子調節器配套使用。
當有兩種不同的導體或半導體A和B,形成一個循環,它的兩端連接到對方,只要兩個節點的溫度是不同的,一端溫度T,稱為工作端或熱端,另一端溫度T0,稱為自由端(也稱為參考)或冷端,線圈將產生電動勢，電動勢的方向和大小與導體的材料和兩個觸點的溫度有關。這種現象稱為“熱電效應”。兩個導體之間的電路稱為“熱電偶”。這兩個導體稱為“熱電極”，產生的電動勢稱為“熱電動勢”。
溫差電動勢由兩根導體的接觸電動勢和一根導體的溫差電動勢兩部分組成。
熱電偶測溫的基本原理是兩種不同材料的導體組件形成閉合回路,當兩端存在溫度梯度時,會有一個電流回路,此時有電動勢之間的兩端——熱電動勢,這就是所謂的塞貝克效應。兩種不同組分的均質導體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于恒溫狀態。