為了確定熱電偶的實際熱端溫度，必須知道冷端溫度。
??在熱電偶應用之初，以冰點作為熱電偶的標準參考點，但在大多數應用中獲取冰點參考溫度是不切實際的。如果冷端溫度不是 0°C，則必須知道冷端溫度才能確定實際的熱端溫度。考慮到非零冷端溫度的電壓，必須對熱電偶的輸出電壓進行補償，即所謂的冷端補償。冷端測溫器件必須根據系統的實際需要來選擇，并且需要仔細考慮精度、溫度范圍、成本和線性度指標，以獲得良好的性價比。
??熱電偶是一種差溫測量裝置，它由兩根不同的金屬線組成，一根用作正極，另一根用作負極。表 1 列出了四種常用的熱電偶類型、使用的金屬以及相應的溫度測量范圍。熱電偶的兩根不同的金屬線焊接在一起形成兩個結，回路電壓是兩個結之間溫差的函數。這利用了塞貝克效應，通常將其描述為將熱能轉化為電能的過程。塞貝克效應與珀爾帖效應相反。珀爾帖效應是電能轉化為熱能的過程。一個典型的應用是熱電冷卻器。測得的電壓 VOUT 是檢測節點（熱結）和參比結（冷結）處的結電壓之差。因為 VH 和 VC 是由兩個結點之間的溫差產生的，所以 VOUT 也是溫差的函數。比例因子α對應于電壓差與溫度差的比值，稱為塞貝克系數。