熱電偶的作用：直接測量溫度。在溫度測量中，熱電偶的應用極為廣泛，它具有結構簡單、制造方便、測量范圍廣、高、慣性小和輸出信號便于遠傳等許多優點。
另外，由于熱電偶是一種有源傳感器，測量時不需外加電源，使用十分方便，所以常被用作測量爐子、管道內的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。
當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接時，只要兩結點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為T0 ，稱為自由端（也稱參考端）或冷端，回路中將產生一個電動勢，該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。
這種現象稱為“熱電效應”，兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導體稱為“熱電”，產生的電動勢則稱為“熱電動勢”。