熱電偶是兩種不同的導體連接在一起形成的，當測量及參考連接點分別處于不同溫度上時即產生出所謂的熱電磁力（EMF）。連接點用途測量連接點是處于被測溫度上的熱電偶連接點部分。參考連接點則是保持在一已知溫度上，或溫度變化能自動補償的熱電偶連接點部分。
在常規工業應用中，熱電偶元件一般端接在接頭上；但參考連接點卻很少位于接頭上，而是利用適當的熱電偶延伸線來轉接到溫度比較穩定的被控環境中。連接點類型接殼式熱電偶連接點與探針壁物理連接（焊接），這能實現很好的熱傳輸——即從外部通過探針壁將熱量傳至熱電偶連接點。建議用接殼式熱電偶來測量靜態或流動腐蝕性氣體與液體的溫度，以及一些高壓應用。在絕緣式熱電偶中，熱電偶連接點與探針壁分開并由一種軟性粉末包圍。雖然絕緣式熱電偶的響應速度比接殼式熱電偶的響應速度要慢，但它能提供電絕緣。建議使用絕緣式熱電偶來測量腐蝕性環境，可理想地通過護套屏蔽來將熱電偶與周圍環境*電絕緣。露端式熱電偶允許連接點頂端深入到周圍環境中，這種類型可提供快的響應時間，但于在非腐蝕、非危險及非加壓應用中使用。響應時間以時間常數來表示，時間常數定義為傳感器在被控環境中在初始值和終值之間改變63.2%所需的時間。露端式熱電偶具有快的響應速度，而且探針護套直徑越小，則響應速度就越快，但其大允許測量溫度也就越低。延伸線熱電偶延伸線是一對具有與其相連熱電偶相同溫度電磁頻率特征的線。當連接合適時，延伸線將參考連接點從熱電偶轉接至線的另一端，而這一端通常位于被控環境中。
