Le thermocouple est un capteur très robuste et très simple capable de mesurer une large gamme de température. Il se compose de deux fils fabriqués à partir de métaux différents. Dans le cas du thermocouple de type K, un fil est en chromel et l'autre en alumel. Il peut être réalisé dans des diamètres miniatures aussi petits que 0,25 mm.

Un thermocouple délivre un signal tension lié à la différence de température entre deux points. Contrairement aux sondes Pt100 et Pt1000, la longueur et le diamètre du fil ne provoquent pas d'erreurs de mesure. Par contre, son signal est beaucoup plus faible ce qui le rend plus sensible aux interférences électriques. Un avantage important du thermocouple de type K par rapport à celui de type J est que ses fils sont résistants à l'oxydation.