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热电偶基本定律有四个：均质导体定律、中间导体定律、中间温度定律和参比电极定律，现场应用中常涉及的是中间导体定律和中间温度定律。
1、中间导体定律
在热电偶的测温回路中，串接第三种导体，只要其两端温度相同，则热电偶回路的总热电势与串接的第三种导体无关。中间导体定律是热电偶测温电路能否接显示仪表的依据。在热电偶的测温电路中，连接导线和显示仪表是少不了的。如果把连接导线和显示仪表看成是串接的第三种导体，只要它们的两端温度相同，对热电偶回路的总热电势没有影响。这就是在仪表调试或测温时，常用铜导线来连接热电偶和显示仪表的理由，此时只要是参比端温度Tn恒定（冰点温度），则被测温度就只取决于T与Tn，而环境温度T0对测量结果是没有影响的。
2、中间温度定律
在热电偶的测温回路中，测量端的温度为T，连接导线各端点温度分别为Tn、T0，如下图所示。如果A′与A、B′与B的热电极性质相同，则总的热电势等于热电偶的热电势EAB（T，Tn）与连接导线的热电动势EAB（Tn，T0）的代数和。即EABB′A′（T，Tn，T0）=EAB（T，Tn）+EA′B′（Tn，T0），在此情况下，所测得的总热电势只受到测量端温度T和环境温度T0的影响，而与热电偶参比端的温度Tn变化无关。
中间温度定律是应用补偿导线的理论基础。所以只要使用热电偶的热电特性相同的补偿导线，就可以使热电偶的参比端远离热源而不会影响热电偶测量温度的准确性。

3、均质导体定律 
由同一种均质材料（导体或半导体）两端焊接组成闭合回路，无论导体截面如何以及温度如何分布，将不产生接触电势，温差电势相抵消，回路中总电势为零。   
热电偶必须由两种不同的均质导体或半导体构成。若热电极材料不均匀，由于温度梯存在，将会产生附加热电势。
4、参考电极定律 
参考电极定律是专业人士研究和关注的，一般热电偶生产厂、热电偶使用单位对该定律接触不多。参考电极定律就是用高纯度铂丝做标准电极，假设镍铬-镍硅热电偶的正负极分别和标准电极配对，他们的值相加是等于这支镍铬-镍硅的值。