Thermoelemente liefern direkt eine von der Temperatur abhängige Spannung. Sie eignen sich besonders für hohe Temperaturen bis 1.200 °C. Geräteausführungen aus mineralisolierter Mantelleitung sind sehr widerstandsfähig gegenüber extrem hohen Schwingungsbelastungen (abhängig von Gerätetyp, Sensorelement und mediumsberührten Werkstoffen). Für Thermoelemente gelten die Genauigkeitsklassen 1 und 2 gemäß IEC 60584 bzw. Standard und Spezial nach ASTM E230.