一體化溫度變送器就是將熱電偶或熱電阻傳感器被測溫度轉換成電信號，再將該信號送入變送器的輸入網絡，該網絡包含調零和熱電偶補償等相關電路。經調零后的信號輸入到運算放大器進行信號放大，放大的信號一路經V/I轉換器計算處理后以4-20mA直流電流輸出;另一路經A/D轉換器處理后到表頭顯示。
變送器的線性化電路有兩種，均采用反饋方式。對熱電阻傳感器，用正反饋方式校正，對熱電偶傳感器，用多段折線逼近法進行校正。一體化數字顯示溫度變送器有兩種顯示方式。LCD顯示的溫度變送器用兩線制方式輸出，LED顯示的溫度變送器用三線制方式輸出。
