Os termopares funcionam medindo a diferença de voltagem que surge entre dois condutores diferentes quando esses condutores são expostos a um diferencial de temperatura. A voltagem produzida é medida por um circuito interno e convertida em uma temperatura.
Os termopares são vantajosos em sua acessibilidade, intercambialidade e utilização de conectores padronizados da indústria. Dependendo do tipo de materiais usados na sonda e da configuração do circuito, os termopares podem medir uma ampla gama de temperaturas. Os termopares também não requerem fonte de alimentação externa, o que os torna mais convenientes do que outros tipos de termômetros digitais. A baixa precisão e capacidade de resposta dos termopares limitam seu uso para aplicações industriais que não requerem alta controlabilidade.
Uma junção entre quaisquer dois condutores diferentes resulta em um potencial entre esses condutores. A magnitude desta diferença de tensão é aproximadamente linear com a temperatura. Ligas especiais são escolhidas para sondas termopares para garantir que o aumento na tensão que acompanha um aumento na temperatura seja repetível e previsível. Sondas diferentes, contendo ligas diferentes, são usadas para diferentes faixas de temperatura. Além da linearidade de resposta, a resistência dos materiais da sonda à corrosão em alta temperatura também é importante. Os materiais também devem ser não reativos entre si a temperaturas elevadas. A formação de compostos intermetálicos ou ligas entre os materiais da sonda em alta temperatura interfere na medição.
