兩種不同材料的導體或半導體（通常稱為熱點極）兩端接合（接合點A與B）形成回路時候，當兩端的接合點TA≠TB時，在回路中就會產生電動勢，通過溫度差變化引起電動勢的變化稱為熱電效應，該電動勢又被稱為熱電勢，如圖1所示。由于該熱電勢是由兩種不同的導體材料產生的，又稱之為熱電偶。由熱電偶的定義可以發現，熱電偶可將溫度直接轉化電信號，使得測量可以很容易簡單的進行。對于熱電偶熱電勢的產生需要達到如下條件：
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兩種不同材料的導體或半導體；

溫度差的產生，即TA≠TB。

改變TA（稱之為測量端，也叫熱端）結點溫度時，保持TB（稱之為參考端，也叫冷端）處于一恒溫狀態，就能通過熱電勢與溫度關系得出該兩種材料所形成的熱電偶分度表，由于熱電勢指的是EAB（TA，TB），兩端接合點溫度差所對應的電勢差有關，而溫度差相同但溫度段不同時對應的信號大小也是不一致的，例如0~50℃和50~100℃的溫度差相同，但信號大小卻是不相同，為了準確測量溫度信號就必須把其中一頭的溫度固定下來，通常分度表的TB一般為0℃。所以從理論上講，任何兩種導體都可以配制為熱電偶，但得到的并不全是滿足測量需求的，如測溫精度、測溫范圍、測溫瞬變程度等。

在多年的時間測試了許多種熱電材料組合的熱電特性，經過百多年的發展已經對產品的規格及性能都已標準化。目前常用的熱電偶類型有8種，S、R、B、E、T、J、K、N。其中S、R、B屬于貴金屬材料熱電偶；E、T、J、K、N屬于廉金屬材料熱電偶。對于熱電偶類型所選用的材料均可在網上找到對應資料。對于不同型號類型熱電偶擁有自己所測量的溫度區間，將在后續選取中進一步介紹。