熱電偶溫度測量的基本原理是兩個(gè)不同材料的導(dǎo)體形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)兩端都有溫度梯度時(shí)，就會有電流通過回路。此時(shí)，兩端之間存在電動勢——熱電電動勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。
含有兩種不同成分的均勻?qū)w是熱電電極。高溫端為工作端，低溫端為自由端。自由端通常處于恒定溫度。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系，制作了熱電偶分度表；當(dāng)自由端溫度為0℃時(shí)，得到分度表，不同的熱電偶有不同的分度表。
當(dāng)?shù)谌N金屬材料連接到熱電偶電路時(shí)，只要材料的兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度相同，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，也就是說，它不會受到連接到電路的第三種金屬的影響。因此，當(dāng)熱電偶測量溫度時(shí)，可以連接測量儀器。測量熱電動勢后，可以知道被測介質(zhì)的溫度。
熱電偶測量溫度時(shí)，要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢與被測溫度有一定的比例關(guān)系。如果在測量過程中冷端（環(huán)境）溫度發(fā)生變化，將嚴(yán)重影響測量。
在冷端采取一定措施補(bǔ)償冷端溫度變化造成的影響，稱為熱電偶冷端補(bǔ)償正常。與測量儀器連接的專用補(bǔ)償線。