热电偶补偿线的作用是将热电偶的冷端延伸到温度相对稳定的地方。热电偶根据热电效应原理测量温度。两种不同金属的两端结合成一个环。同时，两端被放置在两个不同的热源中。此时，回路中会产生电势，这被称为热电效应。
当冷端温度恒定时，产生的热电势是热端温度的单值函数。在工业应用中，冷端通常延伸到中央控制室温度相对稳定的地方。由于热电偶通常是更贵的金属，为了节省材料，使用与相应热电偶热电特性相似的材料制成的补偿线连接热电偶并向控制室发送信号。可以看出，我们不能使用普通铜线来传输热电偶信号。同时，不同分度号的热电偶所用的补偿线也不同。