熱電偶溫度傳感器是把冷端（與儀表相接的兩端），與熱端（要求測量的溫度端）之間的溫度差異轉化為電動勢（電壓）的溫度傳感器。例如，熱電偶兩端均處于20度環境溫度下，現在熱端加熱，要求儀表測量出加熱端的溫度。顯然，這時熱端（加熱處）和冷端（接二次儀表的兩端）有溫度差，此溫度差就會產生對應的電動勢（電壓），相應的也會產生電流，因所產生的熱電勢（電壓）大小與測量溫度呈一定的比例關系，儀表將溫度差產生的電壓大小轉化為溫度，假設轉化后為70度，此溫度值就會出現在儀表上。即由溫度差   電動勢（電壓）  溫度的過程。由于熱電偶傳感器的冷端溫度經常發生變化，而熱電偶測量溫度時要求其冷端溫度保持不變，其熱電勢（電壓）大小才能與測量溫度呈一定的比例關系，如果冷端的環境溫度變化，將嚴重影響測量的準確性。所以二次儀表應對熱電偶的這種誤差作自動補償。

例如，冷端的溫度為２０度，所測出對應測量端的溫度為１００度，但由于冷端溫度的變化（因為溫度環境一般不可能為恒溫），由２０度降低至１８度，溫度差就變大了，那么相對應的測量端的溫度就會相應的變化為１０２，影響了測量值的準確性。為保證測量值不變，二次儀表就應對冷端自動補償２度，將其維持在原來的２０度，使之測量值保持在１００度，以此來保證測量值的準確性及穩定性。

若熱端要測量的溫度環境和二次儀表距離很遠，那熱電偶溫度傳感器跟二次儀表之間的連接線則必須使用熱電偶專用補償導線，補償導線是具有與所匹配的熱電偶的熱電勢（電壓）的標稱值（直接標明的國家規定的標準值）相同的一對帶有絕緣層的導線，用它們連接熱電偶與測量裝置。補償導線又分延長型和補償型。