在熱電偶應用初期，冰點被當作熱電偶的標準參考點，但在大多數應用中獲得一個冰點參考溫度不太現實。如果冷結點溫度不是0℃，那么，為了確定實際熱結點溫度必須已知冷結點溫度。考慮到非零冷結點溫度的電壓，必須對熱電偶輸出電壓進行補償，即所謂的冷結點補償。必須根據系統的實際需求選擇冷結點溫度測量器件，需要仔細考慮精度、溫度范圍、成本和線性指標，以便得到很好的性價比。
    熱電偶是差分溫度測量器件，由兩段不同的金屬線構成，一段用作正結點，另一段用作負結點。表1列出了四種常用的熱電偶類型、所用金屬以及對應的溫度測量范圍。熱電偶的兩種不同金屬線焊接在一起后形成兩個結點，環路電壓是兩個結點溫差的函數。這利用了Seebeck效應，通常描述為熱能轉換為電能的過程。Seebeck效應與Peltier效應相反，Peltier效應為電能轉換成熱能的過程，典型應用有熱電致冷器。測量電壓VOUT是檢測結點(熱結點)結電壓與參考結點(冷結點)結電壓之差。因為VH和VC是由兩個結的溫度差產生的，VOUT也是溫差的函數。比例因數α對應于電壓差與溫差之比，稱為Seebeck系數。