熱電偶測量溫度時要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時，冷端的（環境）溫度變化，將影響嚴重測量的準確性。在冷端采取一定措施補償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補償。

    熱電偶的冷端補償通常采用在冷端串聯一個由熱電阻構成的電橋。電橋的三個橋臂為標準電阻，另外有一個橋臂由（銅）熱電阻構成。當冷端溫度變化（比如升高），熱電偶產生的熱電勢也將變化（減小），而此時串聯電橋中的熱電阻阻值也將變化并使電橋兩端的電壓也發生變化（升高）。如果參數選擇得好且接線正確，電橋產生的電壓正好與熱電勢隨溫度變化而變化的量相等，整個熱電偶測量回路的總輸出電壓（電勢）正好真實反映了所測量的溫度值。這就是熱電偶的冷端補償原理。

    熱電偶的熱電勢是以冷端在零度為標準測量的。然而，通常測量時儀表是處于室溫之下的，由于冷端不為零度，造成熱電勢差減小，使測量不準，出現錯誤。

    一般是采用接補償導線的辦法。現在生產的測量儀表，大多都帶有自動補償的電路，可以糾正補償導線冷端不是零度而產生的誤差。所以大多數儀表按規定接補償導線即可。
毫伏計里沒有相關的補償電路，象這類儀表，不但要接補償導線，還要用調整零點等方法補償。


    不補償會出現測量錯誤。例如用毫伏計測量溫度，熱電偶冷端為50度，接補償導線，補償導線冷端為室溫20度，如果不采取調整零點的方法，測量顯示溫度為實際溫度減去20度。