温度の測定にはサーミスタがよく利用されているが，温度が上がれば抵抗が減るものや逆に増えるものなど多くの種類がある。これに比べ熱電対は特性がはっきりしており，理科年表でも簡単に調べることができる。ただし，温度差による起電力を利用しているので，基準の温度が必要であり，通常は氷水（0℃）や室温の測定値を利用している。この点を除けば，測定範囲も広くサーミスタよりも優れている。
銅−コンスタンタン熱電対は最大約400℃まで測定可能だが，クロメル―アルメル熱電対は約1300℃まで測定でき，金属の融点も測定可能である。
実際の測定では，下図のように，一端を温度測定対象の物体中に置き他端を基準温度中に置き，電圧を測定する。
ミリボルト計がない場合は，電圧計の前に増幅器を接続し，電圧計で測定する。また，基準温度を室温にする場合は直接計器に接続する。そのときは，室温との温度差の分の起電力を出力するので，電圧温度換算後に室温の分を加算する。