熱電偶的均勻性是指熱電偶熱電極材料的均勻程度。熱電偶兩熱電極若是均勻的，則熱電偶回路的熱電勢只與兩端溫度相關，而與沿熱電極長度的溫度分布無關。若兩熱電極材料不均勻，熱電偶回路里就會產生一個附加熱電勢，這個附加熱電勢會影響熱電偶回路的總熱電勢。使熱電偶熱電特性發生變化，從而降低了測溫的準確性。因而，熱電偶均勻性是衡量熱電偶質量的重要指標。(如何分辨熱電偶的均勻性?)
造成熱電偶熱電極不均勻性的因素很多，主要有化學成分和物理狀態兩方面的因素。熱電偶化學成分方面的因素主要有：
1、雜質分布不均勻和成分偏析，這在熱電極材料生產中無法避免，而且遍及熱電極的整個長度。
2、熱電極表面局部的金屬揮發和氧化。
3、熱電極中某些元素的選擇性氧化。
4、在高溫下，由于測量端的熱擴散改變了附近的化學成分。
5、環境氣氛、絕緣材料和保護管材料(熱電偶保護管種類? )對熱電極局部的玷污和腐蝕等。

熱電偶物理狀態方面的因素有：
1、由于熱電偶是由拔絲機拉制而成的，在冷拔過程中，會產生加工應力。應力不同，熱電特性就不同，直徑越細，加工量愈大，不均勻性就越嚴重。此外，熱電偶在使用過程中，偶絲局部受拉伸、彎曲變形，也會使熱電極沿長度出現應力分布不均，從而使熱電特性不一致。
2、熱電極晶粒大小及結晶結構的不均勻，對熱電特性也會產生一定影響。