熱電偶按照兩種金屬導體的組合方式可分為以下8大種類。

B型熱電偶/R型熱電偶/S型熱電偶被稱為貴金屬熱電偶，而 N型熱電偶/K型熱電偶/E型熱電偶/J型熱電偶/T型熱電偶被稱為廉金屬熱電偶。含有鉑、銠等熔點較高金屬的貴金屬熱電偶被用來測量+1000℃以上的溫度，而廉金屬熱電偶則常用于測量+1000℃以下的溫度。

下面描述了各類熱電偶的特征。
【B型熱電偶】
B型熱電偶由于相較其他貴金屬熱電偶，其銠含量更高，所以熔點和機械強度有所增加，使用壽命長。電動勢極低，無法測量低溫區域。主要用于測量R型熱電偶/S型熱電偶無法測量的溫度更高的區域。
【R型熱電偶和S型熱電偶】
R型熱電偶和S型熱電偶也用于對耐久性有一定要求的高溫區域。在我國貴金屬熱電偶中S熱電偶的使用率最高。
【N型熱電偶】
N型熱電偶價格低廉，用于測量+1000℃以上的高溫區域。
【K型熱電偶】
相較于貴金屬熱電偶，K型熱電偶價格低廉，現在工業用途中最常見到它的身影。由于其電動勢的直線性良好，具有較高的耐熱和耐腐蝕性，因此可優先考慮使用K熱電偶。
【E型熱電偶】
每1℃的電動勢極大，是分辨率良好的類型。特別用于對溫度進行精準測量。
【J型熱電偶】
J型熱電偶是次于 E 熱電偶的類型，其每1℃的電動勢較大，分辨率優良。價格低于E熱電偶也是其一大特點。
【T型熱電偶】
T型熱電偶是低溫區域（-200到＋300℃）下的電動勢特性優秀的類型。用于精準測量低溫區域。