工业常用热电偶的外形结构基本有以下几种。
1、普通型热电偶。普通型热电偶主要由热电极、绝缘管、保护套管、接线盒、接线端子组成。在普通型热电偶中，绝缘管用于防止两根热电极短路，其材质取决于测温范围。保护套管的作用是保护热电极不受化学腐蚀和机械损伤，其材质要求耐高温、耐腐蚀、不透气和具有较高的导热系数等。不过。热电偶加上保护套管后，其动态响应变慢，因此要使用时间常数小的热电偶保护套管。接线盒主要供热电偶参比端与补偿导线连接用。
2、铠装热电偶。用金属套管、陶瓷绝缘材料和热电极组合加工而成，外径在2~5mm之间，偶丝与管壁间充填氧化镁绝缘。铠装热电偶具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚固耐用等优点，可适应复杂结构的安装要求，如在弯曲处的测量。
3、多点式热电偶。多支不同长度的热电偶感温元件，用多孔的绝缘管组装而成。适合于化工生产中反应器不同高度的几何温度测量，如合成塔不同位置的温度。
4、隔爆型热电偶。隔爆型热电偶基本参数与普通型热电偶一样，区别在于采用了防爆结构的接线盒。当生产现场存在易燃易爆气体的条件下必须使用隔爆型热电偶。
5、表面型热电偶。表面型热电偶是利用真空镀膜法将两电极材料蒸镀在绝缘基底上的薄膜热电偶，专门用于测量各种形状的固体表面温度，如测量轴承、轧锟等表面温度、测量设备或高压容器的表面温度等。反应速度极快，热惯性极小，可作为一种便携式测温计。
此外还有一些特殊场合用热电偶，如耐磨热电偶、适用于流化床中测量床层温度，能经受催化剂的冲刷、摩擦。在超高温（大于2000℃）场合可选用碳-碳化硅热电偶（最高测温可达2700℃）和钨锌热电偶（最高测温可达2800℃）。在超低温（低于-200℃以下）场合可选金钛-镍铬热电偶-金铁热电偶，这种电偶低温稳定性好，灵敏度高，最低测温可达-271℃，主要用于宇航及超导等超低温过程。
