熱電偶由兩根不同材質的金屬導線組成，一端為熱接點（測量端），另一端為冷接點（參考端）。當熱接點和冷接點之間存在溫差時，會在回路中產生一個方向和大小與溫差成正比的電動勢。這種電動勢通過電氣儀表轉換成被測介質的溫度讀數。

常見的熱電偶類型包括K型、J型、T型、E型、S型、R型、B型等，每種類型的熱電偶都有其特定的應用場景和優缺點。例如，K型熱電偶因其高靈敏度、近似線性的特性以及價格低廉而被廣泛用于工業領域；而鉑銠-鉑金合金熱電偶則適用于極端高溫環境。

熱電偶的主要優點包括構造簡單、使用方便、響應速度快、測溫范圍寬（可達-270℃至2800℃）以及良好的穩定性和復現性。然而，它也有一定的局限性，如信號輸出靈敏度較低，容易受到環境干擾和前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。