连续热电偶的结构与普通矿物绝缘电缆很相似，但内部两根导体是一对不一样的材料的热电偶导体，导体间用具有负温度系数NTC的特殊在允许电压下不导电的材料分隔开，连续热电偶结构示意图见图1。
与常规热电偶不同，两根热电偶丝不需要焊接在一起，甚至不需要相互接触，而是通过隔离它们的特殊在允许电压下不导电的材料形成热电偶。在沿连续热电偶电缆长度上，若某点的温度超过电缆其余部分各点上的温度时，在此点热电偶两导体间具有NTC特性的在允许电压下不导电的材料的电阻将减少。从而形成一个“临时热点”T1。若在另一时刻，电缆上又出现一个温度更高的点T2，则T2点处的电阻小于T1点处的电阻，在T2点处形成新的“临时热点”。“临时热点”总是对应着电缆上温度最高的点。临时形成的热电偶连续具有与常规单点热电偶连接相同的功能。
连续热电偶表面温度检测系统与电阻型表面温度检测系统不同。电阻型表面温度检测系统是经过测量两导体间的电阻值来推断温度的，由于两导体端间的电阻值取决于整个敏感电缆上的平均温度。因此它不能测得热电的实际温度，连续热电偶表面温度检测系统则不然，它测量的是热电偶产生的电压（热电势）而不是在允许电压下不导电的材料的电阻值。NTC特性的绝缘材料电阻值随温度上升而急剧下降，仅仅是使两导体间的电气连接情况出现变化，在受热点形成热电偶的“临时热点”。由于并不测量电阻的实际数值，因此器大小并无特殊意义，在连续热电偶上，电阻值最低的点被认为是温度最高的点，在此点产生的热电势最大。
连续热电偶可以看做是许多支热电偶并联。普通热电偶的端电阻非常小，故多个热电偶并联时其输出电压对应各热电的平均温度，而连续热电偶的端电阻大，且在温度最高点处的端电阻远远小于其余部分的端电阻，因此其输出电压总是近似对应于电缆感受到的最高温度计。采用高输入阻抗的检验测试仪表与连续热电偶相连对于连续热电偶而言几乎相当于无负载故绝缘电阻的变化对仪表的知识稳定性没什么影响。
外层保护管：YR-FTLD型采用双层聚四氟乙烯，YR-CTTC型采用铬镍铁合金。为有很大成效避免测量环境中粉尘、油脂以及水分等介质的浸入、温度范围不同而引起的误报，故采用不一样材料。测温元件为K型热电偶。
目前现有产品长度约为6-15m，若所需长度大于15m，可以将几根热敏电缆用插件连接起来。外径尺寸YR-FTLD为3.5mm，YR-CTTC为93-187mm，能安装在传统热电偶无法铺设到的恶劣环境中。
热敏电缆的分度与普通热电偶相近，但由于连续热电偶的“临时”热接点不是紧密连接，热接点之外两电极间也并非完全绝缘，所以热敏电缆的输出热电势与同种热电偶相比稍有降低，换算成温度大约相差十几摄氏度，这对于火警预报来说是可接受的。
下图中的实线是以镍铬-镍硅丝作热敏电缆的热电特性曲线，虚线是以同种热电极材料制造成的K型热电偶热电特性曲线。可见，热敏电缆的热电特性曲线几乎平行于同型号K型热电偶的热电特性曲线，这说明两者的热电动势率近似相等。
响应时间取决于单位长度热敏电缆的热容量，而热容量又是由材质与质量决定的，所以减小连续热电偶横截面的尺寸，能有效地缩短响应时间。
弯曲半径除和热敏电缆组成材料的热电特性曲线比较性能和质量有关外，还与隔离材料的密实程度有关。过小的弯曲半径可能会使热电极产生应力，保护管出现裂纹或隔离材料松散后热电极相碰，使热敏电缆失效。一般弯曲半径为热敏电缆外径的10-20倍。
美国热偶型热敏电缆，铠套为Inconel合金，外径为2~6.35mm，测温范围为-29~900℃，我国已有K型热敏电缆，外径为2-4mm，测温范围为150-600℃。
