Kada se treći metalni materijal uvede u krug termoelementa, sve dok su temperature dvaju spojeva ovog materijala iste, termoelektrični potencijal koji generira termoelement ostat će nepromijenjen, odnosno neće biti pod utjecajem uvođenja trećeg metala u krug. Stoga se pri mjerenju temperature termoelementom može priključiti mjerni instrument za mjerenje termoelektričnog potencijala, a zatim se može odrediti temperatura mjerenog medija. Za mjerenje temperature termoelementom potrebno je da temperatura hladnog spoja (mjerni kraj je vrući spoj, a kraj spojen na mjerni krug preko vodećih žica naziva se hladni spoj) ostane konstantna, tako da veličina termoelektričnog potencijala bude proporcionalna mjerenoj temperaturi. Ako se temperatura hladnog spoja (ambijenta) promijeni tokom mjerenja, to će ozbiljno utjecati na točnost mjerenja. Poduzimanje određenih mjera za kompenzaciju efekata uzrokovanih promjenama temperature hladnog spoja naziva se kompenzacija hladnog spoja termoelementom. Za povezivanje sa mjernim instrumentom koriste se posebne kompenzacijske žice.
Metoda proračuna kompenzacije hladnog spoja termoelementa:
Od milivolta do temperature: Izmjerite temperaturu hladnog spoja, pretvorite je u odgovarajuću milivoltnu vrijednost, dodajte je milivoltnoj vrijednosti termoelementa, a zatim je pretvorite u temperaturu;
Od temperature do milivolta: Izmjerite stvarnu temperaturu i temperaturu hladnog spoja, pretvorite ih u milivoltne vrijednosti odvojeno, oduzmite ih da biste dobili milivoltnu vrijednost, a zatim dobijete temperaturu.
