金屬都具有晶體結(jié)構(gòu)，正離子按照 的方式排列形成各種晶格，從原子中分離出來(lái)的電子，可以在晶格間做自由無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。自由電子在晶格間的運(yùn)動(dòng)速度非常的快，運(yùn)動(dòng)又是雜亂無(wú)章的。自由電子的熱運(yùn)動(dòng)速度是變化的，它的速度與溫度有著密切的關(guān)系。溫度越高其運(yùn)動(dòng)的速度越快，自由電子布滿了整個(gè)金屬體，這與密封在容器里的氣體分子非常相似。它的熱運(yùn)動(dòng)速度與溫度的關(guān)系類(lèi)似理想氣體，當(dāng)金屬導(dǎo)體中有電場(chǎng)存在時(shí)，每個(gè)自由電子都受電場(chǎng)力的作用。當(dāng)溫度升高時(shí)，無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)節(jié)奏加快，導(dǎo)致了金屬電阻率的增加。所以，金屬導(dǎo)體電阻隨溫度升高而變大。因?yàn)榻饘俨牧系碾娮柚禃?huì)隨溫度的變化而改變，并呈現(xiàn)出 的函數(shù)關(guān)系，利用這一特性制成溫度傳感器來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量。熱電阻傳感器就是用金屬導(dǎo)體或金屬氧化物做測(cè)溫介質(zhì)，利用隨溫度而變化的電阻值作為測(cè)溫量。
工業(yè)鉑熱電阻的溫度范圍為-200至850℃，工業(yè)銅熱電阻適用于-50至150℃。都是由接線盒、接線柱、接線座、保護(hù)管、內(nèi)引線及感溫元件組成。制造熱電阻的絲材一般為屬，如鉑、銅、鎳、鎢、錮等。雖然有很多導(dǎo)體的電阻隨著溫度的變化而變化，但并不是所有的材料都能用來(lái)制造熱電阻。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量溫度的需要，用來(lái)制造熱電阻的材料有如下要求：
(1)大的電阻溫度系數(shù)。即溫度每變化1℃時(shí)，金屬相應(yīng)的阻值變化要盡量大一些，這樣比較容易被電測(cè)儀表反映出來(lái)。
(2)大的電阻率。在 的溫度下，導(dǎo)體的電阻除了和導(dǎo)體祠料有關(guān)，還與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比；當(dāng)電阻值 時(shí)，熱電阻絲的電阻率越大，則可用較短的熱電阻絲制成熱電阻，從而使熱電阻傳感器的體積減小。體積小的熱電阻，熱容量小，其熱響應(yīng)時(shí)間也變小，因此在測(cè)量溫度時(shí)，對(duì)溫度的變化反應(yīng) 。
(3)電阻與溫度關(guān)系特性好。熱電阻絲的電阻值與溫度的關(guān)系包括兩個(gè)方面：一是要求在整個(gè)溫度測(cè)量范圍內(nèi)，其電阻與溫度關(guān)系 好是呈線性關(guān)系，或者只需要一個(gè)方程式，即電阻值和溫度的關(guān)系是單值函數(shù)；二是要求同一種材料，每批材料都應(yīng)符合它的電阻值與溫度關(guān)系特性要求，也就是同一種材料的復(fù)現(xiàn)性或復(fù)制性好。
(4)物理化學(xué)性能穩(wěn)定且容易提純。在整個(gè)溫度測(cè)量范圍內(nèi)要求其物理化學(xué)性能很穩(wěn)定，不易被氧化或和周?chē)橘|(zhì)發(fā)生任何作用。因?yàn)橹圃鞜犭娮璧牟牧戏浅５募?xì)，當(dāng)它的截面稍有縮小時(shí)，電阻將明顯增大，使所測(cè)得的溫度偏大，從而引入過(guò)大的誤差。
(5)測(cè)溫范圍要寬、、膨脹系數(shù)與骨架材料有較好的匹配性。
