熱電偶是一種溫度傳感元件，是一種主要的儀表。熱電偶直接測量溫度。由于材料和電子密度的不同，由兩種不同材料的導體構成的閉合電路會產生電子擴散。穩定平衡后，產生電勢。當兩端都有溫度梯度時，電路中就會有電流產生熱電動勢。溫差越大，電流越大。測量熱電動勢后，可以知道溫度值。熱電偶實際上是一種能量轉換器，可以將熱能轉換成電能。
熱電偶的技術優勢：熱電偶測溫范圍寬，性能穩定；測量高，熱電偶與被測對象直接接觸，不受中間介質的影響；熱響應時間快，熱電偶對溫度變化的響應靈敏；測量范圍大，熱電偶可在-40~+1600℃范圍內連續測量溫度；熱電偶性能可靠，機械強度好。使用壽命長，安裝方便。電偶必須是由兩個不同性質但滿足特定要求的導體（或半導體）組成的電路。熱電偶的測量端和參考端之間必須存在溫差。
兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接在一起，形成閉合回路。當導體a和B的兩個連接點1和2之間存在溫差時，它們之間會產生電動勢，從而在電路中形成大小電流。這種現象被稱為熱電效應。熱電偶利用這種效應工作。