工業常用熱電偶的外形結構基本有以下幾種。
1、普通型熱電偶。普通型熱電偶主要由熱電極、絕緣管、保護套管、接線盒、接線端子組成。在普通型熱電偶中，絕緣管用于防止兩根熱電極短路，其材質取決于測溫范圍。保護套管的作用是保護熱電極不受化學腐蝕和機械損傷，其材質要求耐高溫、耐腐蝕、不透氣和具有較高的導熱系數等。不過。熱電偶加上保護套管后，其動態響應變慢，因此要使用時間常數小的熱電偶保護套管。接線盒主要供熱電偶參比端與補償導線連接用。
2、鎧裝熱電偶。用金屬套管、陶瓷絕緣材料和熱電極組合加工而成，外徑在2~5mm之間，偶絲與管壁間充填氧化鎂絕緣。鎧裝熱電偶具有能彎曲、耐高壓、熱響應時間快和堅固耐用等優點，可適應復雜結構的安裝要求，如在彎曲處的測量。
3、多點式熱電偶。多支不同長度的熱電偶感溫元件，用多孔的絕緣管組裝而成。適合于化工生產中反應器不同高度的幾何溫度測量，如合成塔不同位置的溫度。
4、隔爆型熱電偶。隔爆型熱電偶基本參數與普通型熱電偶一樣，區別在于采用了防爆結構的接線盒。當生產現場存在易燃易爆氣體的條件下必須使用隔爆型熱電偶。
5、表面型熱電偶。表面型熱電偶是利用真空鍍膜法將兩電極材料蒸鍍在絕緣基底上的薄膜熱電偶，專門用于測量各種形狀的固體表面溫度，如測量軸承、軋錕等表面溫度、測量設備或高壓容器的表面溫度等。反應速度極快，熱慣性極小，可作為一種便攜式測溫計。
此外還有一些特殊場合用熱電偶，如耐磨熱電偶、適用于流化床中測量床層溫度，能經受催化劑的沖刷、摩擦。在超高溫（大于2000℃）場合可選用碳-碳化硅熱電偶（*高測溫可達2700℃）和鎢鋅熱電偶（*高測溫可達2800℃）。在超低溫（低于-200℃以下）場合可選金鈦-鎳鉻熱電偶-金鐵熱電偶，這種電偶低溫穩定性好，靈敏度高，最低測溫可達-271℃，主要用于宇航及超導等超低溫過程。