補償導線作用的實質是熱電偶的延長
熱電偶的補償導線是在一定溫度范圍內（包括常溫0）具有與所匹配熱電偶熱電動勢相同標稱值的一對帶有絕緣層的導線，用他們連接熱電偶與測量裝置，相當于將熱電偶延長到測量裝置。
由于”熱電偶的補償導線是在一定溫度范圍內（包括常溫0）具有與所匹配熱電偶熱電動勢相同標稱值的一對帶有絕緣層的導線“，它是可以在一定范圍內構成熱電偶（實際上補償型的補償導線和同分度熱電偶是同材質的），根據熱電偶的中間導體定律“在熱電偶回路中接入中間導體（第三導體）只要中間導體兩端溫度相同，中間導體的引入對熱電偶回路總電勢沒有影響。也就是說在不計熱電偶的影響時，補償導線也可以產生熱電勢，其大小等于熱電偶尾端與測量裝置之間的溫差電勢。
正確使用時，熱電偶的電勢和補償導線電勢疊加，在冷熱端溫度不變的情況下，隨著熱電偶與補償導線連接處的溫度變化，熱電偶的溫差電勢增大補償導線的溫差電勢減小，反之亦然，達到補償熱電偶與測量裝置之間的溫度變化所產生的影響。 測量裝置測到的是熱電偶產生的熱電勢與補償導線產生的補償電勢的疊加電勢。
