В зависимости от конкретных условий, объекта и среды можно использовать разные конструкции термопар. В любую из них входят следующие основные элементы: Термоэлектроды. Электроизоляция. Горячий спай. Защитный чехол-капилляр (если термопара выполнена в чехле). Головка. Соединительная муфта (в случае, когда длина чехла более 3 м). Можно выделить несколько основных конструкций термопар. Термопара без защитного чехла. В качестве термоэлектродов применяются провода диаметром от 0.1 до 0.7 мм.

Изоляция Может быть двух видов: фарфоровая соломка или стеклонить с пропиткой органосиликатными материалами. Такая конструкция наиболее проста и в некоторых случаях может быть с успехом использована. Недостатком этой конструкции является то, что она может применяться только в газовой среде или вакууме. Срок службы таких термопар меньше. Температурный уровень их  применения  определяется  стойкостью  термоэлектродов   и изоляции.

Термопара в защитной оболочке. В этом случае микропровода  по всей длине защищены от воздействия среды чехлом. Термоэлектроды упакованы в чехол неплотно. Горячий спаи может быть  не изолирован и изолирован от оболочки (например, органосиликатным материалом). Изолированный горячий спаи используется для дифференциальных замеров и измерений на токоведущих поверхностях, а также для разгрузки электродов от термических напряжений.

Этот тип термопар имеет много преимуществ. Компактность и герметичность позволяют использовать их там, где другие конструкции неприменимы. Тепловая инерция термопар в защитном чехле близка к инерционности термопар с открытым спаем.

Наиболее часто применяются микротермопары в чехле диаметром 0.8, 0.5 мм, несколько реже 0.3 мм.

Термопара с ограниченной длиной защитной оболочки. В некоторых случаях можно применить укороченную микротермопару в чехле. Переход с микропроводов на удлинительные провода большего диаметра (0.5-0.7 мм) обеспечивает возможность снижения сопротивления термопары до требуемых пределов.