Termopara jest rodzajem czujnika temperatury i rodzajem instrumentu. Bezpośrednio mierzy temperaturę i przetwarza sygnał temperatury na sygnał siły termoelektromotorycznej, który jest przetwarzany na temperaturę mierzonego medium za pomocą przyrządu elektrycznego (przyrząd wtórny). Podstawową zasadą pomiaru temperatury termopar jest to, że dwa przewodniki o różnych składnikach tworzą zamkniętą pętlę. Gdy na obu końcach występuje gradient temperatury, w pętli popłynie prąd. W tym czasie między dwoma końcami występuje siła elektromotoryczna-termoelektromotoryczna. Jest to tak zwany efekt Seebecka. Dwa jednorodne przewodniki o różnych składowych to termoelektrody. Koniec o wyższej temperaturze to koniec roboczy, a koniec o niższej temperaturze to koniec swobodny. Wolny koniec ma zwykle pewną stałą temperaturę. Zgodnie z zależnością funkcjonalną między siłą termoelektromotoryczną a temperaturą sporządza się tabelę indeksów termopar; tabela indeksów jest uzyskiwana, gdy temperatura wolnego końca wynosi 0 ℃, a różne termopary mają różne tabele indeksów.
Gdy trzeci materiał metalowy jest podłączony w obwodzie termopary, o ile temperatura dwóch połączeń materiału jest taka sama, potencjał termoelektryczny generowany przez termoparę pozostanie niezmieniony, to znaczy trzeci nie będzie miał na niego wpływu metal w obwodzie. Dlatego, gdy termopara mierzy temperaturę, można podłączyć przyrząd pomiarowy, a temperaturę mierzonego medium można poznać po zmierzeniu siły termoelektromotorycznej.
