为了更好地理解如何测量热电偶，我们必须首先了解热电偶的工作原理。本文的一部分将解释热电偶的基本原理，后面的部分将解释如何实现热电偶和仪器之间的连接以及如何测量温度。
如果热电偶的塞贝克电压直接连接到测量系统，当它连接到测量系统时，会产生额外的温差电路。因此，不能通过简单地连接电压表或其他测量系统来测量
温度是物体样本中粒子平均动能的量度，其标准单位为“度”。温度可以用不同的方法测量，因此测量的成本和各不相同。热电偶是常用的温度传感器之一，因为热电偶相对便宜、准确，而且测量范围相对较宽。
当两种不同的金属接触时，接触点将产生较低的空载电压，作为温度的函数，这就是热电效应。这个微分电压就是塞贝克电压，以1821年发现这种现象的物理学家托马斯·塞贝克的名字命名。电压相对于温度是非线性的，但对于小范围的温度变化，它可以近似地视为线性。
热电偶有很多种，它们的组成用大号字母表示。例如，J型热电偶由铁导体和铜镍合金导体组成。其他类型的热电偶包括B、e、K、N、R、s和t。
热电偶需要一个特定的温度基准，以补偿冷端造成的误差。常用的方法是使用可直接读取的温度传感器测量参考端子温度，并减去寄生端子电压分量。这种处理方法称为冷端补偿，它可以利用一些热电偶的特性简化冷端补偿的计算。
利用金属过渡层热电偶定律等假设可知，电压数据采集系统的测量仅取决于热电偶类型、被测端电压和冷端温度。测量的电压与测量导线和冷端J2和J3的电压分量无关。