Cặp nhiệt điện được hình thành bởi hai loại dây dẫn khác nhau được kết nối với nhau, khi các điểm kết nối đo và tham chiếu lần lượt ở nhiệt độ khác nhau sẽ tạo ra cái gọi là lực nhiệt điện từ (EMF). Điểm kết nối Đo điểm kết nối là một phần của điểm kết nối cặp nhiệt điện ở nhiệt độ được đo. Điểm kết nối tham chiếu là một phần của điểm kết nối cặp nhiệt điện được duy trì trên một nhiệt độ đã biết hoặc thay đổi nhiệt độ có thể tự động bù đắp.

Trong các ứng dụng công nghiệp thông thường, các thành phần cặp nhiệt điện thường được kết thúc trên khớp; Nhưng điểm kết nối tham chiếu lại rất ít nằm trên đầu nối, mà là sử dụng dây kéo dài cặp nhiệt điện thích hợp để chuyển đến môi trường bị cáo buộc có nhiệt độ ổn định hơn. Loại điểm kết nối Các điểm kết nối cặp nhiệt điện gắn trên vỏ được kết nối vật lý với tường thăm dò (hàn), cho phép truyền nhiệt tốt - tức là truyền nhiệt từ bên ngoài qua tường thăm dò đến điểm kết nối cặp nhiệt điện. Nên sử dụng cặp nhiệt điện vỏ để đo nhiệt độ của khí ăn mòn tĩnh hoặc dòng chảy và chất lỏng, cũng như một số ứng dụng điện áp cao. Trong cặp nhiệt điện cách điện, điểm kết nối cặp nhiệt điện được tách ra khỏi thành đầu dò và được bao quanh bởi một loại bột mềm. Mặc dù cặp nhiệt điện cách điện phản ứng chậm hơn so với cặp nhiệt điện vỏ, nhưng nó cung cấp cách điện. Nên sử dụng cặp nhiệt điện cách nhiệt để đo môi trường ăn mòn, lý tưởng để cách nhiệt cặp nhiệt điện khỏi môi trường xung quanh bằng cách che chắn áo khoác. Cặp nhiệt điện tiếp xúc cho phép các đầu kết nối đi sâu vào môi trường xung quanh, loại này cung cấp thời gian đáp ứng tối ưu nhưng chỉ được sử dụng trong các ứng dụng không ăn mòn, không nguy hiểm và không điều áp. Thời gian đáp ứng được biểu thị bằng hằng số thời gian, được định nghĩa là thời gian cần thiết để cảm biến thay đổi 63,2% giữa giá trị ban đầu và cuối cùng trong môi trường bị cáo buộc. Các cặp nhiệt điện tiếp xúc có tốc độ phản ứng nhanh nhất và đường kính vỏ đầu dò càng nhỏ thì tốc độ phản ứng càng nhanh, nhưng nhiệt độ đo tối đa cho phép của chúng cũng thấp hơn. Dây mở rộng cặp nhiệt điện là một cặp dây có cùng đặc điểm tần số điện từ nhiệt độ với cặp nhiệt điện kết nối của chúng. Khi kết nối phù hợp, phần mở rộng sẽ chuyển điểm kết nối tham chiếu từ cặp nhiệt điện sang đầu kia của dây, thường nằm trong môi trường bị cáo buộc.