熱電偶的工作原理有兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B形成一個(gè)循環(huán),它的兩端連接,只要兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的溫度不同,溫度T的一端,稱為端或熱端工作,另一方面溫度T0,稱為自由端(也稱為參考點(diǎn))或冷端，電路將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料和兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。這兩個(gè)導(dǎo)體之間的電路叫做熱電偶。這兩個(gè)導(dǎo)體稱為熱電極，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。
熱電偶電路中熱電動(dòng)勢(shì)的大小只與導(dǎo)體材料和兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度有關(guān)，與熱電偶的形狀和大小無關(guān)。當(dāng)熱電偶電極材料固定時(shí)，溫差電動(dòng)勢(shì)為兩個(gè)觸點(diǎn)的溫度t和T0。的函數(shù)之差。該關(guān)系式在實(shí)際溫度測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。由于冷端T0不變，熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)只隨熱端(測(cè)量端)溫度的變化而變化，即一定的熱電動(dòng)勢(shì)對(duì)應(yīng)一定的溫度。我們只能通過測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)來測(cè)量溫度。