热电偶根据热电效应将感应温度信号转换为毫伏信号，然后通过补偿线将其传输至温度显示（控制）仪表。通过显示仪表的转换电路，热电偶感应的温度毫伏信号以摄氏度的形式直观显示，而不是显示毫伏值。因此，热电偶也被称为温度传感器或一次温度测量仪器。为了将温度信号引入更的控制系统，在使用过程中有时需要将毫伏信号转换为标准电流信号（即温度变送器），以适应多个仪表的公共信号，实现各种控制目的。
经过多年的发展，热电偶测温技术已经相当成熟。原则上，热电偶可以解决直接温度测量的所有问题。它们仅用于2000°C左右的高温测试，因其成本高而被间接温度测量仪器取代，在0~600°C范围内，因其低而被热阻取代，此外，双金属温度计，压力温度计和玻璃温度计用于取代需要在0~600°C范围内现场显示的温度计，无需电源和远程传输。