Термопара є різновидом датчика температури та різновидом приладу. Він безпосередньо вимірює температуру і перетворює температурний сигнал в сигнал термоелектрорушійної сили, який перетворюється в температуру вимірюваного середовища за допомогою електричного приладу (вторинного приладу). Основний принцип вимірювання температури термопарою полягає в тому, що два провідники різних компонентів утворюють замкнутий контур. Коли на обох кінцях є градієнт температури, по контуру протікає струм. У цей час між двома кінцями існує електрорушійна сила-термоелектрорушійна сила. Це так званий ефект Зеебека. Два однорідних провідника з різними компонентами є термоелектродами. Кінець з більш високою температурою є робочим кінцем, а кінець з нижчою - вільним. Вільний кінець зазвичай знаходиться при певній постійній температурі. Відповідно до функціонального співвідношення між термоелектрорушійною силою і температурою складається таблиця індексів термопар; таблиця індексів отримується, коли температура вільного кінця становить 0℃, а різні термопари мають різні таблиці індексів.
Коли третій металевий матеріал підключений до ланцюга термопари, доки температура двох спаїв матеріалу однакова, термоелектричний потенціал, створений термопарою, залишиться незмінним, тобто на нього не буде впливати третій метал в ланцюзі. Тому, коли термопара вимірює температуру, можна підключити вимірювальний прилад, і температуру вимірюваного середовища можна дізнатися після вимірювання термоелектрорушійної сили.
