熱電偶作為溫度測量的感溫元件所依據的原理，是1821年塞貝克發現的熱電現象。即：當兩種不同的導體或半導體接成閉合回路時，如果它們的兩端接點的溫度不同，則在該回路中就會產生電流，這表明回路中存在電動勢。這個物理現象稱為熱電效應或塞貝克效應，相應的電動勢稱為塞貝克溫差電勢，簡稱熱電勢。 
K型熱電偶可以測量0℃以下的溫度，如果是K型Ⅲ級熱電偶，較低可測量-200℃的溫度。K型熱電偶和其它熱電偶的工作原理相同，K型熱電偶是以鎳鉻合金為正極，鎳硅合金為負極的兩導體的一端焊接而成的。這兩根導體的焊接端稱為K型熱電偶的熱電極，其焊接端為熱端，非焊接端為冷端。在進行溫度測量時，將熱電偶插入被測的物體介質中，使其熱端感受到被測介質的溫度，其冷端置于恒定的溫度下，并用連接導線連接電氣測量儀表。由于熱電偶兩端所處的溫度不同，在熱電偶回路中就會產生熱電勢，在保持熱電偶冷端溫度不變的情況下，熱電偶產生的熱電勢只隨其熱端溫度而變化，因此，用電氣測量儀表測得熱電勢的數值后，便可求出對應的溫度數值。