組成熱電偶的兩根導體或半導體稱為熱電極，根據(jù)熱電效應的原理，任意兩種不同質的導體或半導體都可作為熱電極組成熱電偶。但作為實用的測溫元件，不是所有的材料都適用于作熱電偶，對它們必須經過嚴格的選擇。對制作熱電偶材料的基本要求是：
① 熱電特性穩(wěn)定，即熱電動勢與溫度的對應關系保持恒定。
② 兩種材料組成的熱電偶應輸出較大的熱電動勢，以得到較高的靈敏度，且熱電動勢與溫度間應盡可能成線性關系，這樣易于測量，且可得到較高的度。
③ 電阻溫度系數(shù)和電阻率要小，否則熱電偶的電阻將隨工作端的溫度不同而有較大的變化，影響測量結果的性。
④ 能應用于較寬的溫度范圍，熱電特性、物理化學性能穩(wěn)定。
⑤ 較好的工藝性能，便于成批生產，且復現(xiàn)性好，便于統(tǒng)一分度。
*上述條件要求的材料很難找到。一般來說，純金屬的熱電極容易復制，但其熱電勢小，平均約為20 V μ /℃，非金屬的電極的熱電勢較大，可達1000 V μ /℃，且熔點高，但復制性和穩(wěn)定性都較差；合金熱電極的熱電性能和工藝性介于前面兩者之間，所以合金熱電極用得較多。
