Měřicím prvkem termoelektrického snímače teploty je termočlánek, jenž funguje na principu termoelektrického (Seebeckova) jevu. Výstupem termočlánku je termoelektrické napětí, jehož velikost je úměrná teplotnímu rozdílu mezi měřicím a referenčním (studeným) koncem.

Termočlánky jsou standardizovány podle normy ČSN EN 60584-1 ed. 2 a dělí se do dvou základních skupin: termočlánky z drahých kovů (typy „S“, „R“ a „B“) a termočlánky z obecných kovů (typy „J“, „K“ a „N“).

Klíčovou roli hraje konstrukce pouzdra termočlánku, která určuje jeho teplotní,  mechanickou a chemickou odolnost vůči projevům okolnímu prostředí. Z tohoto hlediska můžeme rozdělit termoelektrické snímače do následujících kategorií:
snímače s keramickou jímkou
snímače s kovovou jímkou (tzv. tyčové)
plášťové snímače
kabelové snímače