Термопары являются очень чувствительным и точным датчиком температуры и применяются для определения мощности инфракрасного и ультрафиолетового излучения, в качестве генераторов тока. В медицине используются в устройствах для измерения температуры. При этом высокая чувствительность обеспечивает достаточную точность измерения.
Термопары применяются для измерения температур в широком интервале (от –270 до +1500°С). Особенно выгодно пользоваться термопарами при измерении температур малых объектов вследствие небольших размеров и теплоемкостей термопар.
В биологии и медицине часто применяют термопары при измерении температур животных и растительных тканей, вводя в них термопару в виде иглы, а также при измерении температуры поверхности кожи.