熱電偶也叫溫差電偶，是最早出現的一種熱電紅外探測器件，其工作原理是熱電效應。由兩種不同的導體材料構成的接點，在接點處可產生電動勢。熱電偶接收輻射的一端稱為熱端，另一端稱為冷端。

  熱電效應：如果把這兩種不同的導體材料接成回路，當兩個接頭處溫度不同時，回路中即產生電流。

  為提高吸收系數，在熱端都裝有涂黑的金箔構成熱電偶的材料，既可以是金屬，也可以是半導體。在結構上既可以是線、條狀的實體，也可以是利用真空沉積技術或光刻技術制成的薄膜。

  實體型的溫差電偶多用于測溫，薄膜型的溫差電堆（有許多個溫差電偶串聯而成）多用于測量輻射。

  溫差電偶和溫差電堆的原理性結構如下圖所示：

  熱電偶型紅外探測器的時間常數較大，所以響應時間較長，動態(tài)特性較差，北側輻射變化頻率一般應在10HZ一下。在實際應用中，往往將幾個熱偶串聯起來組成熱電堆來檢測紅外輻射的強弱。