温差电偶又称热电偶，是通过测量温差电动势来测量温度的重要器件。实验和理论证明，若在两种金属A和B间串接第三种金属导体C，且C的两端保持同一温度T0，则温差电动势与C的材料无关，这一特性使温差电偶便于同其他测量仪器（如电位差计）相连以测定电动势。

温差电偶的测温范围很广，可在-200～2000℃范围内使用，从液态空气的低温到炼钢炉中的高温均可用温差电偶测定。温差电偶的测温灵敏度和准确度很高，可达10-3K以下，特别是铂和铑的合金制成的温差电偶稳定性很高，常用作标准温度计。

温差电偶的测温端的面积和热容量均很小，可测量小范围内的温度或微小热量，这对研究金相变化、化学反应和小生物体的测温等有重要意义。

将温差电偶的测温端封装在真空管内，并在端点焊上涂黑的金属片，可更有效地吸收辐射热，灵敏度也大大提高，是测定光辐射和红外线的重要检测器件。把许多温差电偶串接起来成为温差电堆，可增大温差电动势，从而提高测温灵敏度。