熱電偶是測溫儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，將溫度信號轉換成熱電動力信號，通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度。各種熱電偶的形狀往往因需要而大不相同，但基本結構大致相同。它們通常由熱電極、絕緣套管保護管和接線盒組成，通常與顯示儀器、記錄儀器和電子調節器一起使用。
在工業生產過程中，溫度是需要測量和控制的重要參數之一。在溫度測量中，熱電偶被廣泛使用。它具有結構簡單、制造方便、測量范圍廣、精度高、慣性小、輸出信號遠程傳輸方便等優點。此外由于熱電偶是一種無源傳感器，不需要外接電源，使用非常方便，常用于測量爐內、管道內氣體或液體的溫度以及固體的表面溫度。
兩個不同分量的導體(稱為熱電偶線或熱電極)在兩端連接形成回路。當兩個接頭的溫度不同時，回路中就會產生電動勢。這種現象叫做熱電效應，這種電動勢叫做熱電勢。熱電偶就是用這個原理來測量的，其中直接用來測量介質溫度的一端叫做工作端(也叫測量端)，熱電偶另一端叫做冷端(也叫補償端)。冷端接顯示儀或匹配儀，顯示儀會顯示熱電偶產生的熱電勢。
熱電偶測溫范圍廣，性能穩定；測量精度高，熱電偶與被測對象直接接觸，不受中間介質影響；熱響應時間快，熱電偶對溫度變化的響應靈活。測量范圍廣，溫度可在0℃~-40℃~+1600℃連續測量。熱電偶性能可靠，機械強度好。使用壽命長，安裝方便。
