Термодвойките генерират сигнал за напрежение въз основа на ефекта на Seebeck, когато две различни метални жици са съединени в единия край. Те могат да измерват температури от -270 градуса до 1800 градуса, покривайки екстремно високи-температурни среди, където RTD и NTC не могат да работят. Често срещаните типове включват K, J, T, E, S и R термодвойки, всяка от които е проектирана за специфични температурни диапазони и атмосфери. Минерални{7}}изолирани метални-термодвойки (MIMS) осигуряват бърза реакция и висока механична якост. Необходима е компенсация на студения преход, за да се елиминират смущенията на околната температура. Термодвойките се използват широко в металургията, пещите, автомобилните изпускателни системи и аерокосмическите двигатели. Те се отличават със здрава структура, бърза реакция и ниска цена. Въпреки това, те имат по-ниска точност от RTD и изискват усилване и линеаризиране на сигнала. Правилният избор на типа термодвойка, материала на защитната тръба и метода на монтаж гарантира стабилна работа при висока температура и корозивна среда.
