热电偶是一种温度传感元件，是一种主要的仪表。热电偶直接测量温度。由于材料和电子密度的不同，由两种不同材料的导体构成的闭合电路会产生电子扩散。稳定平衡后，产生电势。当两端都有温度梯度时，电路中就会有电流产生热电动势。温差越大，电流越大。测量热电动势后，可以知道温度值。热电偶实际上是一种能量转换器，可以将热能转换成电能。
热电偶的技术优势：热电偶测温范围宽，性能稳定；测量高，热电偶与被测对象直接接触，不受中间介质的影响；热响应时间快，热电偶对温度变化的响应灵敏；测量范围大，热电偶可在-40~+1600℃范围内连续测量温度；热电偶性能可靠，机械强度好。使用寿命长，安装方便。电偶必须是由两个不同性质但满足特定要求的导体（或半导体）组成的电路。热电偶的测量端和参考端之间必须存在温差。
两种不同材料的导体或半导体A和B焊接在一起，形成闭合回路。当导体a和B的两个连接点1和2之间存在温差时，它们之间会产生电动势，从而在电路中形成大小电流。这种现象被称为热电效应。热电偶利用这种效应工作。