熱電偶溫度測量的基本原理是，兩個(gè)具有不同組件的材料導(dǎo)體構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)兩端之間存在溫度梯度時(shí)，電流將通過電路，并在兩端之間產(chǎn)生電動(dòng)勢——熱電電動(dòng)勢，稱為熱電電動(dòng)勢。這兩種成分不同的均勻?qū)w是熱電電極。高溫端為工作端，低溫端為自由端。自由端通常處于恒溫狀態(tài)。根據(jù)熱電勢與溫度的函數(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)接頭具有相同的溫度，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢將保持不變，即不會受到第三種金屬連接到電路的影響。因此，當(dāng)使用熱電偶測量溫度時(shí)，可以連接測量儀器，測量熱電動(dòng)勢后可以知道被測介質(zhì)的溫度。測量溫度時(shí)，要求熱電偶保持冷端（測量端為熱端，通過導(dǎo)線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度不變，使其熱電勢與測量溫度成正比。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)償冷端溫度變化的影響，稱為熱電偶正常冷端補(bǔ)償。用于連接測量儀器的特殊補(bǔ)償導(dǎo)線。