意大利科学家伽利略最早于1593年发明了温度计，供人们测量温度。
直到1821年，德国物理学家塞贝克才发现，将温度转化为电信号的塞贝克效应制造了一个热电偶传感器来测量温度，这为工业革命留下了不可磨灭的贡献。
在早期阶段，由于技术的限制，传感器不能同时测量温度和湿度，因此为了测量温度和湿度，必须同时使用温度传感器和湿度传感器。
人类最早发明的是温度计，其原理是利用液体的加热膨胀和液体柱的高度对应的温度刻度来衡量当前的温度。这种温度计的缺点是范围有限，精度有限。湿度传感器由简单的湿敏电阻（电容器）制成。湿敏电阻和湿敏电容器测量湿度的原理是由于湿敏电阻上覆盖的聚合物膜，随着湿度的变化会影响电阻的电导值或电容的电容值。利用这一特性，湿度传感器可以测量环境湿度。
此后，随着科学技术的发展，人们开发了各种温湿度传感器。本世纪，在半导体技术的支持下，半导体热电偶传感器相继诞生，PN结温度传感器和集成温度传感器。相应地，声温度传感器、红外传感器和微波传感器已根据波与物质的相互作用规律开发。
温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器。
热电偶传感器有其自身的优缺点。热电偶温度传感器的灵敏度与材料的厚度无关，温度传感器也可以用非常薄的材料制成。由于制作热电偶的金属材料具有良好的延展性，这种微小的温度测量元件具有很高的响应速度，可以测量快速变化的过程。但热电偶传感器的灵敏度相对较低，容易受到环境干扰信号和前放大器温度漂移的影响，不适合测量微小的温度变化。
