A hőmérséklet-közelség-érzékelők széles körben ismertek, de hogyan működnek az adott hőmérséklet-közelség-érzékelők? A hőmérséklet mérésének többféle módja van. Az egyszerű diódáktól a nagy pontosságú zajhőmérőkig. A laboratóriumban a fontos felhasználásra alkalmas hőmérőket nem kell más hőmérővel kalibrálni. Iparilag elsősorban kétfokozatú hőmérőkhöz használják a hőmérséklet mérésére, míg az érzékelőket kalibrálni kell. Valójában általában termisztoros hőmérséklet-közelségérzékelőket vagy hőelemes hőmérséklet-közelségérzékelőket használnak. A folyamatvezérlő mérési jelek pontosságának követelményeinek kielégítése érdekében a következő érzékelők váltak szabványossá:
Mivel a tiszta fémek alkalmasak nagy impedanciaváltozásokra, különösen a nagyon tiszta nemesfémek. Az ellenállásos hőmérséklet közelségérzékelők az ellenállásértékek segítségével érzékelik a hőmérsékletet. A pozitív TPC termisztor ellenállásértéke arányos a hőmérséklettel, míg a negatív TPC termisztor ennek az ellenkezője. Ha az ellenállás és a hőmérséklet lineárisan összefügg, a hőmérséklet értéke polinom segítségével számítható ki. Az ellenálláshőmérők általában a {{0}} és 1000 Celsius-fok közötti tartományban mérnek. Ezek közé tartoznak a platinából készült érzékelők, pl. a PT100 érzékelők, amelyek 0-tól 100-ig vannak szabványosítva. A nagy pontosságú mérések akár 850-ig széleskörű körülmények között alkalmazhatók. A hőelemek nem olyan pontosak, mint az RTD-k, de gyorsabb a válaszidejük.
Két különböző fém vagy félvezető összekapcsolásával hőelemes hőmérséklet közelségérzékelő alakítható ki. Ha hőmérsékletkülönbség van két fém között, nyomásesés jön létre a találkozásnál. Ezt a jelenséget Seebeck-effektusnak nevezik. Fém hőfeszültség és hőmérséklet, Kelvinenként néhány mikrovolt. Valójában a mérési elv az, hogy mérjük a meleg és hideg végek közötti hőmérséklet-különbséget. Ha meg akarja határozni a meleg vég hőmérsékletét, ismernie kell a hideg vég hőmérsékletét. Ezzel szemben a gyakorlatban általában a hideg csomópont és más hőmérséklet-zárás érzékelők hőmérsékletének mérésére használják. A meleg vég hőmérséklete a hőfeszültséggel csökkenthető. A hőelemes érzékelőket jellemzően 1000 feletti hőmérséklet mérésére használják. Pontossága a csatlakozási hőmérséklet pontosságától függ.
Az üzemeltetők gyakran küzdenek azért, hogy elérjék a legjobb érzékelési pontot, amely gyakran alkalmas a hőmérsékletmérés nagy kihívásaira. Ezért van egy rendkívül rugalmas folyamatcsatlakozás, amely könnyen betartható speciális követelményekhez, például az érzékelők kiolvasásához. Sok gyártó ma már rozsdamentes acél szerkezetű érzékelőket gyárt, amelyek magas mechanikai stabilitást és üzembiztonságot biztosítanak.