Temperaturmätning via ett termoelement sker via termoelektriska fenomen där hela termoelementet är aktivt i processen för att skapa mätsignalen. Termoelement som utrustning kan användas på ett flertal olika tillvägagångssätt (vilket vi inte går in på här) där resultatet för samtliga tillvägagångssätt är desamma, en temperaturdifferens. Temperaturen som erhålls är inte absolut utan ytterligare temperaturmätning via en referens krävs för att få den absoluta temperaturen.

Termoelementsmaterial finns av olika karaktär som beror av ändamålet med mätningen. Vilket material som väljs beror av vilket temperaturområde mätningarna skall ske samt hur miljön är där mätningarna skall genomförs och då avses den kemiska miljön. I vissa kritiska miljöer kan det krävas att termoelementet är mantlat, inbyggt i en skyddande mantel av metall.

Mätsignalen som erhålls vid temperaturmätning via termoelement är en svag spänning som inte är proportionell mot temperaturen. Omräkning mellan spänning och temperatur görs via tabeller som tillverkare vanligtvis tillhandahåller. I vissa mätinstrument finns inprogrammerade omvandlingsmetoder mellan spänning och temperatur som sker automatiskt. Dessa omvandlingsmetoder kan i vissa fall ha stor onoggrannhet så vid mycket noggranna mätningar kan det vara bättre att mäta spänningen och på egen hand räkna fram sambandet. Nedan följer ett antal för- respektive nackdelar med att välja termoelement.