構成熱電偶的金屬材料可以耐受很高的溫度，例如鎢缽熱電偶能夠工作在2000攝氏度以上的高溫，常常用來檢測高溫環境的熱物理參數;還有的材料能夠在低溫下工作，例如金鐵熱電偶能夠在液氨的溫度附近工作。可見熱電偶傳感器能夠在很廣泛的溫度范圍內工作，熱電偶傳感器有自己的優點和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環境干擾信號的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細無關，用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。

也由于制作熱電偶的金屬材料具有良好的延展性，這種細微的測溫元件有極高的響應速度，可以測量快速變化的過程，如燃燒和爆炸過程等。對一般的工業應用來說，為了保護感溫元件避免受到腐蝕和磨損，總是裝在厚厚的護套里面，外觀就顯得繁重，對于溫度場的反應也就遲緩得多。使用熱電偶的時候，必須消除環境溫度波動對測量帶來的影響。有的把它的自由端放在不變的溫度場中，有的使用冷端補償器抵消這種影響。當測量點遠離儀表時，還需要使用熱電勢率和熱電偶相近的導線來傳輸信號，這種導線稱為補償導線。

溫度傳感器是各種傳感器中最為常用的一種，現代的溫度傳感器的外形非常小，這樣更易于廣泛應用在生產實踐的各個領域中，也為人們的生活提供了很大便利和多種功能。