它由两根材质不同的金属丝配对组成，一支为铂铑合金丝，另一支为纯铂丝，两端焊接闭合形成完整回路。焊接后的一端伸入炉膛内部，作为测量端;另一端布置在设备外部，作为参考端。当两个端点存在温度差值，回路内部就会生成微弱电压，温差越大输出电压越高，二次仪表采集该电压信号，即可换算得到炉膛实际温度。
该现象就是塞贝克效应，1821 年由德国物理学家塞贝克发现：两种不同金属构成闭合回路，两个接头处于不同温度，回路内部便会产生电势。铂铑丝热电偶正是依托该物理效应完成测温。
热电偶输出电势由接触电势与温差电势两部分叠加而成。铂、铂铑合金属于不同金属，内部电子逸出能力存在差异。两种金属相互接触时，电子会从活性更高的一侧向另一侧迁移，直至达到动态平衡，接触面两侧形成正负电荷积累，由此生成接触电势。
即便单根金属导线，两端温度不一致同样会产生电势。高温端电子动能更高，会向低温端迁移，高温端失去电子带正电，低温端积聚电子带负电，同一根导线两端形成电位差，这就是温差电势。
热电偶的总输出电势，为接触电势和温差电势共同作用的结果。材料属性差异越大、两端温差越高，输出电势信号就越显著。
有一个很关键的特性：输出电势大小不受丝材长度、线径影响，只取决于配对金属材质以及两端的温度差。无论丝材做细或者加长，只要材料不变、温差不变，输出电势就保持一致。
铂铑热电偶能够胜任千度以上高温，得益于铂、铑贵金属本身的理化性能。铂熔点可达 1768℃，掺入铑元素之后耐热性能进一步提升，可以长期稳定运行在 1500‑1600℃区间，短时可承受 1800℃高温。二者化学性质稳定，高温氧化环境下不易变质，测量特性不容易发生漂移。早在 1927 年，铂铑热电偶就被纳入国际温标的标准测温器具。
简单来讲，温差驱动金属内部电子发生迁移运动，在闭合回路中产生可检测的电势信号。通过采集电压数值，就可以把不可直接观测的高温，转化成仪器能够读取的电信号。
