放大电压：热电偶输出电压随温度的变化幅度只有每度μV。例如，常用的K型变化幅度为41 μV/°C。这种微弱的信号在模数转换前需要较高的增益级。

消除噪声：噪声可轻松淹没微小的热电偶信号，特别是当长热电偶线穿过工业环境时。由于大多数噪声是两条引线共有的，因此测量系统应采用差分输入。大多数噪声都是线路噪声，可通过能够抑制50 Hz和60 Hz噪声的低通滤波器滤除。

参考接合点补偿：热电偶的电压取决于测量接合点和参考接合点两处的温度。由于我们仅对测量接合点的温度感兴趣，因此必须消除参考接合点的影响，即需要进行参考接合点补偿，也称为冷接合点补偿。参考接合点补偿是通过用另一种温度器件（一般为IC、热敏电阻、二极管或RTD）测量参考接合点温度来进行的。必须尽可能精确地读取参考接合点，一方面要使用精确的温度传感器，另一方面要确保该传感器处在与参考接合点相同的温度下。任何读取参考接合点温度的误差都会直接反映在最终热电偶读数中。

校正非线性度：热电偶响应曲线的斜率随温度而变化。例如，T型热电偶在0°C时按39 μV/°C变化，但在100°C时斜率变为47 μV/°C。有三种方法可对热电偶的非线性进行补偿。

第一种方法是选择曲线相对较平缓的区域并在此区域内将斜率近似为线性，这种方法特别适合于温度范围有限且不需要复杂计算的测量。第二种方法是将一个查找表存储在内存中，查找表中的热电偶电压要与其对应的温度相匹配，然后使用线性近似法在查找表中的点之间进行插值。第三种方法使用高阶公式来对热电偶的特性进行建模。注意，这些表格和公式全部基于0°C参考接合点温度。对于其它参考接合点温度，必须进行参考接合点补偿。