Il sensore di temperatura è il primo tipo di sensore sviluppato e più utilizzato. La quota di mercato dei sensori di temperatura supera di gran lunga gli altri sensori. Dall'inizio del 17° secolo, le persone hanno usato la temperatura per misurare. Con il supporto della tecnologia dei semiconduttori, in questo secolo sono stati sviluppati successivamente sensori di termocoppie a semiconduttore, sensori di temperatura a giunzione PN e sensori di temperatura integrati. Di conseguenza, sensori di temperatura acustica, sensori a infrarossi e sensori a microonde sono stati successivamente sviluppati secondo le regole di interazione tra onde e materia.
Se due tipi di conduttori di materiali diversi sono collegati tra loro ad un certo punto, se il punto di connessione è riscaldato, apparirà una differenza di potenziale nelle parti in cui non vengono riscaldati. Il valore di questa differenza di potenziale è correlato alla temperatura del punto di misura nella parte non riscaldata e al materiale di questi due conduttori. Questo fenomeno può verificarsi in un ampio intervallo di temperature. Se la differenza di potenziale viene misurata con precisione e viene misurata la temperatura ambiente della parte non riscaldata, è possibile conoscere con precisione la temperatura del punto di riscaldamento. Poiché deve avere due diversi materiali conduttori, viene chiamata "termocoppia". Le termocoppie realizzate con materiali diversi vengono utilizzate in diversi intervalli di temperatura e la loro sensibilità varia. La sensibilità della termocoppia si riferisce alla variazione della differenza di potenziale di uscita quando la temperatura del punto di riscaldamento cambia di 1 grado C. Per la maggior parte delle termocoppie supportate da materiali metallici, questo valore è compreso tra 5 e 40 microvolt/grado C.
I sensori a termocoppia hanno i loro vantaggi e svantaggi. Hanno una bassa sensibilità, sono facilmente influenzati dai segnali di interferenza ambientale e sono anche facilmente influenzati dalla deriva termica del preamplificatore, quindi non sono adatti per misurare piccoli sbalzi di temperatura. Poiché la sensibilità del sensore di temperatura della termocoppia non ha nulla a che fare con lo spessore del materiale, per realizzare il sensore di temperatura è possibile utilizzare anche un materiale molto sottile. Inoltre, poiché il materiale metallico utilizzato per realizzare la termocoppia ha una buona duttilità, questo elemento di misurazione della temperatura fine ha una velocità di risposta molto elevata e può misurare processi{0}}che cambiano rapidamente.
