異なる材料の2本の金属線を接続して１つの回路（熱電対）をつくり、ふたつの接点に温度差を与えると、回路に電圧が発生するという現象がおきます。この現象は、1821年にドイツの物理学者トーマス・ゼーベックによって発見され、ゼーベック効果と呼ばれています。

　片端を開放すれば、電位差（熱起電力）の形で検出することが可能です。

　熱起電力は、組み合わせる金属の種類と両接点の温度差には依存するものの、構成するふたつの金属の形状と大きさには関係しないため、この現象を利用した多くの温度検出端が開発されました。一般にこの現象を利用した温度検出端を熱電対といいます。

　熱電対は、中高温領域を中心に、最も多く用いられている温度センサーで、以下の特長があります。

• 熱起電力が大きく、特性のバラツキが小さく互換性がある。
• 高温または低温で使用しても、熱起電力が安定で寿命が長い。
• 耐熱性が高く、高温においても機械的強度が保たれている。
• 耐食性が高く、ガスなどに対しても丈夫。

　工業用の温度計測では、上のような冷接点を使用する方法は、実用的ではありませんので、一般には、右図のように接続しています。

　計測器は、その端子（基準温度接点）の温度を、温度により電気抵抗が変化する素子などで測定し、その値と入力された熱起電力により、測温接点の温度を求めています。

　熱電対は高価だったり、計測器への接続が困難だったりしますので、熱電対とほぼ同等の熱起電力特性を有する導線（補償導線）を使用して接続します。補償導線を使用しないで、銅線などで接続すると、補償接点と基準温度接点の温度差分の熱起電力の違いが生じてしまいます。
　熱電対または補償導線を接続するコネクターの場合も、コネクター全体の温度が同じなら、通常のものでも熱起電力の違いは生じませんが、温度差がある場合は、熱電対と同じ熱起電力の、熱電対専用のコネクターを使用する必要があります。