熱電偶補償線的作用是將熱電偶的冷端延伸到溫度相對穩定的地方。熱電偶根據熱電效應原理測量溫度。兩種不同金屬的兩端結合成一個環。同時，兩端被放置在兩個不同的熱源中。此時，回路中會產生電勢，這被稱為熱電效應。
當冷端溫度恒定時，產生的熱電勢是熱端溫度的單值函數。在工業應用中，冷端通常延伸到中央控制室溫度相對穩定的地方。由于熱電偶通常是更貴的金屬，為了節省材料，使用與相應熱電偶熱電特性相似的材料制成的補償線連接熱電偶并向控制室發送信號。可以看出，我們不能使用普通銅線來傳輸熱電偶信號。同時，不同分度號的熱電偶所用的補償線也不同。