补偿导线产生的热电势，大小等于热电偶与显示仪表之间的温差电势。正常时在冷热端温度不变的情况下，随着热电偶与补偿导线连接处温度的变化，热电偶的温差电势增大，补偿导线的温差电势减小，反之亦然，达到补偿热电偶与显示仪表之间的温度变化所产生的影响，即显示仪表测到的是热电偶产生的热电势与补偿导线产生的补偿电势的叠加电势。

当补偿导线与热电偶的极性接反时，其故障表现有如下规律：

说明：图中t为被测温度，tn为热电偶接线盒附近的温度，也就是补偿导线与热电偶连接处的温度。t0为控制室内的温度，也就是显示仪与补偿导线与热偿导线连接处的温度。

1、tn＞t0(即补偿导线与热电偶连接处的温度大于显示仪与补偿导线与热偿导线连接处的温度)时补偿导线的补偿电势为正，是热电偶产生的热电势加上补偿导线产生的补偿电势。补偿导线接反相当于加上一个负值会使显示偏低，仪表显示的温度低于实际温度，这是现场常遇到的状态。
2、tn＜t0(即补偿导线与热电偶连接处的温度小于显示仪与补偿导线与热偿导线连接处的温度)时补偿导线的补偿电势为负，是热电偶产生的热电势减去补偿导线产生的补偿电势，补偿导线接反了相当于减去一个负值会使指示偏高，仪表显示的温度高于实际温度，这种状态在冬季或白昼温差较大的地方才会出现。
3、tn=t0(即补偿导线与热电偶连接处的温度等于显示仪与补偿导线与热偿导线连接处的温度)时补偿导线的补偿电势为零，对测量没有影响。仪表显示的温度与实际温度相同。这仅是一种理想状态不可能存在，却容易造成不易发现的隐患，不易引起注意。当误差变大引起注意时，又很难查找到故障的真正根源。