溫度計(jì)探頭的原理根據(jù)其類型而有所不同。 熱敏電阻利用半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而顯著變化的特性進(jìn)行測(cè)量。低溫時(shí)電阻大，高溫時(shí)電阻小，但溫度與電阻的變化是非線性的。雖然它們也存在測(cè)量精度差、易受沖擊等缺點(diǎn)，但它們的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度比鉑電阻高出約10倍，這就是它們被廣泛應(yīng)用的原因。感溫元件有NTC和PTC兩種，NTC用于測(cè)溫，PTC作為恒溫傳感器使用。

電阻溫度計(jì)對(duì)所用金屬的要求之一是其電阻值與溫度之間必須具有良好的線性度，而鉑金滿足這一要求。即使在 JIS 中，也只規(guī)定了鉑金。 鉑金也更穩(wěn)定，可以在更寬的溫度范圍內(nèi)使用，但它具有價(jià)格昂貴和熱響應(yīng)慢等缺點(diǎn)。利用高純度鉑的電阻和溫度之間的線性關(guān)系來(lái)測(cè)量溫度。

熱電偶利用了塞貝克效應(yīng)。這是一種當(dāng)兩種不同的金屬連接在一起且兩個(gè)連接處保持在不同溫度時(shí)產(chǎn)生熱電電壓的機(jī)制。它們價(jià)格相對(duì)便宜，熱響應(yīng)快，精度高，而且可以測(cè)量高溫。 所用金屬類型包括鎳鉻合金和鎳鋁合金的組合，以及鉑銠和鉑的組合。