其工作原理是温差电效应。例如，由两种不同的导体材料构成的接点，在接点处可产生电动势。这个电动势的大小和方向与该接点处两种不同的导体材料的性质和两接点处的温差有关。如果把这两种不同的导体材料接成回路，当两个接头处温度不同时，回路中即产生电流。这种现象称为温差电效应或塞贝克效应。 构成温差电偶的材料，既可以是金属，也可以是半导体。在结构上既可以是线、条状的实体，也可以是利用真空沉积技术或光刻技术制成的薄膜。实体型的温差电偶多用于测温，薄膜型的温差电堆（由许多个温差电偶串联而成）多用于测量辐射，例如，用来标定各类光源，测量各种辐射量，作为红外分光光度计或红外光谱仪的辐射接收元件等。[1]
热电偶可用以防止主燃气阀开启，或在信号火焰熄灭时关闭主阀。热电偶的热端装在信号火焰中。热电偶可产生小电流。当温控器触点闭合时，热电偶产生的电流开启燃气供应管上的电磁导阀(pilot solenoid valve)。电磁导阀操纵主燃气阀。开路时，热电偶产生30mV(1v等于10130mV)电压。读数超过或低于此值2mV，表明热电偶损坏。电磁导阀动作至少需要7mV。如果热端的加热火焰熄灭，只要电磁线圈工作正常，它就会在一分钟内失去磁力。(但有的标准允许在家用和小型商用机组中关闭系统三分钟)。用铝管做信号火焰的燃气接管比较好(铜管内会有剥落反应)。必须防止铝管电解(通常加有外层塑胶保护套)。如果信号火焰太高(有调节螺丝)，热电偶可能过热而毁坏。如果主燃烧器火焰接触热电偶，将被损毁。[2]
热电偶电路一般可以测量温度，也可以作为传感器用。当外界温度改变时，可以进行一些控制。比如说控制水温，气温等。
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，热电偶工作原理是基于赛贝克(seeback)效应,即两种不同成分的导体两端连接成回路，如两连接端温度不同，则在回路内产生热电流的物理现象。其优点是：
①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。
③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。[3]