當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路，其兩端相互連接時，只要兩結點處的溫度不同，一端溫度為T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為T0 ，稱為自由端（也稱參考端）或冷端，回路中將產生一個電動勢，該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。這種現象稱為“熱電效應”，兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導體稱為“熱電極”，產生的電動勢則稱為“熱電動勢” 。

熱電動勢由兩部分電動勢組成，一部分是兩種導體的接觸電動勢，另一部分是單一導體的溫差電動勢。

熱電偶回路中熱電動勢的大小，只與組成熱電偶的導體材料和兩接點的溫度有關，而與熱電偶的形狀尺寸無關。當熱電偶兩電極材料固定后，熱電動勢便是兩接點溫度t和t0。的函數差 。

熱電阻的測溫原理是基于導體或半導體的電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用最多的是鉑和銅，現在已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。熱電阻通常需要把電阻信號通過引線傳遞到計算機控制裝置或者其它二次儀表上。

變送器是基于負反饋原理工作的，它主要由測量部分、放大器和反饋部分組成。

測量部分用于檢測被測變量x，并將其轉換成能被放大器接受的輸入信號Zi(電壓、電流、位移、作用力或力矩等信號)。反饋部分則把變送器的輸出信號y轉換成反饋信號Zf，再回送至輸入端。Zi與調零信號Zo的代數和同反饋信號Zf進行比較，其差值ε送入放大器進行放大，并轉換成標準輸出信號y。

實驗室經常用U形管汞壓力計測量從真空到外界大氣壓這一區間的壓力。雖然這種方法原理簡單、形象之光，但由于汞的毒害以及不便于遠距離觀察和自動記錄，因此這種壓力計逐漸被數字式電子壓力計所取代。數字式電子壓力計具有體積小、度高、操作簡單，便于遠距離觀測和能夠實現自動記錄等優點，目前已經得到廣泛的應用。主要壓力傳感器、測量電路和電性指示器三部分組成。壓力傳感器主要由波紋管、應變梁和半導體應變片組成。