按不同的標準，分不同的類。

常用的分類是根據原理不同，分為熱電阻和熱電偶。溫度的變化，會使金屬的電阻值改變，有的金屬元件電阻值和溫度變化的線性關係好，如鉑熱電阻、銅熱電阻，常被用來做測溫元件。只用測得金屬元件的電阻值，就能得到金屬元件的溫度值。這樣的熱電阻溫度感測器輸出的是電阻訊號，最常見的Pt100鉑熱電阻訊號，二次儀表或中控室只需根據溫度感測器傳過來的電阻訊號就可以顯示此電阻值對應的溫度。熱電偶是用電動勢訊號來判斷溫度的，將兩種不同金屬做兩端焊接為一個迴路，一端做為測量端，當兩端溫度不同時，迴路中就會產生熱電動勢，反過來熱電動勢變化，也表示有一端溫度的變化，如鉑銠10-鉑，接二次儀表就可以顯示對應的溫度值。

根據使用場合的不同，熱電阻或熱電偶會有不同的保護，和不同的外觀，比如電機測溫常用的溫度感測器就有定子熱電阻和軸承熱電阻的區別。定子熱電阻是測量定子溫度的，常用的樣式是埋置式熱電阻，熱電阻的保護是長板狀，埋置在測溫位置，引線接出熱電阻訊號，接二次儀表。軸承熱電阻則是測溫軸承的，常用的樣式是端面式鉑電阻，電機測溫位置開孔，溫度感測器則是將用不鏽鋼保護管保護的鉑電阻探頭插入測溫孔內，用螺絲或法蘭盤固定好。引出熱電阻訊號接二次儀表。

有的時候，說溫度感測器，是包含有測溫元件，保護管，接線端子，接線盒以及絕緣套管此類選配，並將安裝固定裝置也包含在內。這就不單單是溫度感測器的分類，根據接線盒是否防爆還引申出防爆溫度感測器和普通溫度感測器；而將帶保護管、接線盒、及接線端子這樣的溫度感測器也叫做鎧裝溫度感測器，如鎧裝鉑熱電阻溫度感測器和鎧裝熱電偶溫度感測器；甚至還有的習慣將帶溫度變送器的溫度感測器也叫做溫度感測器，將帶儀表顯示的也叫溫度感測器（現在工業用的測溫儀表多是能現場顯示和遠傳溫度訊號一體化的測溫儀表，如電機測溫常用的WTZD-285系列，BWTY-205系列都是現場指標指示帶鉑電阻訊號遠傳）。

還有的講一體化溫度感測器，大致也是這樣。

溫度感測器就是將溫度訊號轉換為方便遠傳的電阻訊號、電動勢訊號或經過溫度變送器轉換的電流訊號，通常由感溫元件、感溫元件保護部分、接線盒、接線端子，並配以安裝固定裝置組成，對一些其它需求，會加上絕緣套管、溫度變送器、引線等。