两种不同成份的导体（叫做热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会生成电动势，这种现象叫做热电效应，而这种电动势叫做热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也叫做测量端），另一端叫做冷端（也叫做补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所生成的热电势。
热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所生成的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：
1：热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温[2]度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数；
2 ：热电偶所生成的热电势的大小，当热电偶的材质是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材质的成份和两端的温差有关；
3：当热电偶的两个热电偶丝材质成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材质的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便生成电动势，因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象叫做热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。