熱電偶溫度傳感器的工作原理是利用了熱電效應，在兩種不同的成份的導體兩端接合成了回路，當接合點的溫度不相同的時候，在回路中就會產生電動勢。而這種電動勢就稱為熱電勢。其中，直接用來作測量介質溫度的一端叫做工作端，另一端叫做冷端；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。

    熱電偶溫度傳感器實際上就是一種能量的轉換器，它將熱能轉換為電能，用所產生的熱電勢測量溫度，對于熱電偶的熱電勢，應注意如下幾個問題：
    1.熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數；
    2.熱電偶所產生的熱電勢的大小，當熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關；
    3.當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定后，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關。
    根據熱電動勢與溫度的函數關系, 制成熱電偶分度表; 分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產生的熱電勢將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶溫度傳感器測溫時，可接入測量儀表， 測得熱電動勢后，即可知道被測介質的溫度。