Os sensores baseados na queda de tensão em uma junção semicondutora são os mais indicados para medições de temperatura em ambientes com temperaturas extremamente altas e que variem de forma muito rápida.

Um termopar funciona por meio da junção de dois semicondutores, sendo um com dopagem do tipo P e outro com dopagem do tipo N; nesse sensor, é gerada na junção dos semicondutores uma tensão que é inversamente proporcional à temperatura.

Para medições de temperatura que precisem ser feitas sem contato com a superfície a ser medida, é possível utilizar, em diversas aplicações, um sensor de temperatura que funcione por meio da medição da intensidade de radiação infravermelha.

O sensor que tem a resposta mais linear no grupo de sensores em apreço é o termistor, que tem uma resistência diretamente proporcional à temperatura no corpo desse sensor, na escala Kelvin.

Entre os sensores em questão, para medições em que um tempo de resposta muito rápido é essencial, o melhor sensor é o RTD, que, por ter massa muito inferior à de todos os outros sensores, tem uma resposta ao degrau mais rápida entre todos eles, com um tempo de resposta ao degrau de poucas dezenas de milissegundos.