热电偶作为温度测量的感温元件所依据的原理，是1821年塞贝克发现的热电现象。即：当两种不同的导体或半导体接成闭合回路时，如果它们的两端接点的温度不同，则在该回路中就会产生电流，这表明回路中存在电动势。这个物理现象称为热电效应或塞贝克效应，相应的电动势称为塞贝克温差电势，简称热电势。 
K型热电偶可以测量0℃以下的温度，如果是K型Ⅲ级热电偶，较低可测量-200℃的温度。K型热电偶和其它热电偶的工作原理相同，K型热电偶是以镍铬合金为正极，镍硅合金为负极的两导体的一端焊接而成的。这两根导体的焊接端称为K型热电偶的热电极，其焊接端为热端，非焊接端为冷端。在进行温度测量时，将热电偶插入被测的物体介质中，使其热端感受到被测介质的温度，其冷端置于恒定的温度下，并用连接导线连接电气测量仪表。由于热电偶两端所处的温度不同，在热电偶回路中就会产生热电势，在保持热电偶冷端温度不变的情况下，热电偶产生的热电势只随其热端温度而变化，因此，用电气测量仪表测得热电势的数值后，便可求出对应的温度数值。