Thermoelemente sind ein häufig verwendetes Temperaturmesselement in Temperaturmessgeräten. Es misst die Temperatur direkt und wandelt Temperatursignale in thermoelektrische Potentialsignale um, die dann über elektrische Instrumente (Sekundärinstrumente) in die Temperatur des Messmediums umgewandelt werden. Das Aussehen verschiedener Thermoelemente ist bedarfsbedingt oft sehr unterschiedlich, ihr grundsätzlicher Aufbau ist jedoch in etwa gleich. Sie bestehen in der Regel aus Hauptteilen wie heißen Elektroden, Isolierhülsen, Schutzrohren und Anschlusskästen und werden üblicherweise in Verbindung mit Anzeigeinstrumenten, Aufzeichnungsinstrumenten und elektronischen Reglern verwendet.
Im industriellen Produktionsprozess ist die Temperatur einer der wichtigen Parameter, die gemessen und gesteuert werden müssen. Bei der Temperaturmessung werden häufig Thermoelemente eingesetzt. Sie bieten viele Vorteile wie einfache Struktur, einfache Herstellung, großen Messbereich, hohe Genauigkeit, geringe Trägheit und bequeme Fernübertragung von Ausgangssignalen. Da Thermoelemente außerdem passive Sensoren sind, benötigen sie während der Messung keine externe Stromversorgung und sind sehr komfortabel in der Anwendung. Daher werden sie häufig zur Messung der Temperatur von Gasen oder Flüssigkeiten in Öfen und Rohrleitungen sowie der Oberflächentemperatur von Feststoffen eingesetzt.