在两种导体组成的闭合回路中，如果对其中一个连接点加热，使得两个连接点温度不同，那么回路中就会有电流产生，这一现象叫做温差电效应或赛贝克效应。相应的电动势称为温差电势，回路中所产生的电流称为热电流。热电偶传感器测温是基于热电转换原理，产生的热电动势是由于在一根均质的导体上，如果存在温度梯度，那么导体高温区比低温区自由电子扩散的速率快，因此，对于导体的某一个截面而言，温度较高处因失去电子而带正电，温度较低处因电子而带负电，从而形成了电位差值。
热电偶 由两种不同的材料组成，虽然理论上讲任意两种导体都可以制作热电偶传感器，但是，作为实用的测温元件，并不是所有的材料都适合制作传感器。作为热电偶电极的材料应尽可能满足以下条件：
(1)热电偶应有较大的热电动势和热电动势率，并且热电动势值与温度值之间呈线性或近似线性关系的单值函数。
(2)能应用在较宽的温度范围内，物理、化学性能都比较稳定。在测量高温时，要求热电偶材料有较好的耐热性、 性、抗还原性及性。对于应用在核辐射场合的热电偶，还要求有较好的抗辐照特性。
(3)电导率高，电阻温度系数小。测量回路的电阴.变化会影响仪表的指示值，如果热电偶的阻值比仪表内阻小得多，且阻值随温度变化较小，则在测量回路中的电阻变化就会很小，测温误差就会小。
(4)易于复制加工，工艺性好，便于定制统一的分度表。
(5)材料资源丰富，廉。
实际生产中很难找到一种能够 满足上述条件的材料选择材料时，应根据具体情况，找出加工原料，使制作的热电偶达到所期望的要求。热电偶按电极特性分类，可分为难熔金属热电偶、贵金属热电偶、廉金属热电偶及非金属热电偶；按使用温度范围分类，可分为高温热电偶、中温热电偶及低温热电偶；按热电偶结构类型分类，可分为普通热电偶、恺装热电偶及结构热电偶；按照用途分类可分为：标准热电偶和工作用热电偶两种；按照工业化标准情况划分，可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。常用的八种热电偶分别是铂锗10一铂热电偶(S型)、铂锗13一铂热电偶(R型)、铂锗30-铂锗6热电偶(B型)、镍铬一镍硅热电偶(K型)、镍铬硅一镍硅热电偶(N型)、镍铬一铜镍(康铜)热电偶(E型)、铁一铜镍(康铜)热电偶((J型)和铜一铜镍(康铜)热电偶(T型)。
热电偶的热电势大小与电极材料以及两连接点的温度差有关。热电偶的分度表和根据分度表标定的温度仪表都是以热电偶参考端等于0℃为前提条件的。但在使用热电偶测温时，要参考端温度准确的保持在0℃很难，为了准确的测温，就 采取修正或补偿措施。将参考端温度恒定在0℃时，因为在一个标准大气压下，冰和水的平衡温度是0℃，检定时一通常用清洁的水制成冰水混合物放在保温瓶中，使水面略低于冰面，这样实现的平衡温度为0℃构成冰点器，再将热电偶的两个电极分别插在冰点器中。这样热电偶在测温时，可接入测量仪表，测得热电动势后，经查热电偶分度表或经测量仪表换算显示即可知道被测点的温度。
