Le termocoppie MI offrono flessibilità, resistenza alle alte temperature, tempi di risposta termica rapidi e durata. Come le termocoppie prefabbricate industriali, vengono utilizzate come sensori di temperatura in combinazione con strumenti di visualizzazione, strumenti di registrazione e regolatori elettronici. Possono anche fungere da elemento sensibile delle termocoppie prefabbricate, misurando direttamente la temperatura di liquidi, vapore e gas, nonché superfici solide, in vari processi produttivi.

Il principio di funzionamento di una termocoppia a guaina consiste nel saldare insieme due conduttori di composizioni diverse per formare un circuito. L'estremità che misura direttamente la temperatura è chiamata giunzione di misura, e l'estremità di connessione è chiamata giunzione di riferimento. Quando esiste una differenza di temperatura tra le giunzioni di misura e di riferimento, nel circuito viene generata una corrente termoelettrica. Quando collegato a uno strumento di visualizzazione, lo strumento indicherà la temperatura corrispondente al potenziale termoelettrico generato dalla termocoppia.

Il potenziale termoelettrico di una termocoppia a guaina aumenta all'aumentare della temperatura all'estremità di misura. L'entità di questo potenziale dipende esclusivamente dal materiale conduttore della termocoppia a guaina e dalla differenza di temperatura tra le due estremità, ed è indipendente dalla lunghezza o dal diametro della termocoppia. Le termocoppie a guaina sono costruite trafilando ripetutamente il conduttore, l'ossido di magnesio isolante e un tubo protettivo in acciaio inossidabile. La struttura di base di una termocoppia a guaina è costituita da una scatola di giunzione, morsettiere e la termocoppia a guaina, insieme a vari dispositivi di montaggio.