一體化溫度變送器一般由測溫傳感器探頭和兩線制固體電子單元組成，它采用固體模塊形式將溫度傳感器探頭直接安裝在接線盒內，從而形成一體化的變送器。一體化溫度變送器是溫度傳感器與變送器的完美結合，以十分簡捷的方式把 -200~+1600 ℃ 范圍內的溫度信號轉換為二線制 4~20mA DC 的電信號傳輸給顯示儀、調節器、記錄儀、 DCS 等，實現對溫度的精確測量和控制。一體化溫度變送器通常可分為熱電阻和熱電偶兩種類型。

熱電阻型溫度變送器是由基準單元、R/V轉換單元、線性電路、反接保護、限流保護、V/I轉換單元等組成。測溫熱電阻信號轉換放大后，再由線性電路對溫度與電阻的非線性關系進行補償，經V/I轉換電路后輸出一個與被測溫度成線性關系的4到20mA的恒流信號。有些溫度變送器增加了顯示單元，有些還具有現場總線功能。

熱電偶型溫度變送器則通常由基準源、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉換、斷偶處理、反接保護、限流保護等電路單元組成。它是將熱電偶產生的熱電勢經冷端補償放大后，再由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差，最后放大轉換成4到20mA電流輸出信號。為防止熱電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故，變送器中還設有斷電保護電路。當熱電偶斷絲或接解不良時，變送器會輸出最大值以使儀表切斷電源。

一體化溫度變送器具有結構簡單、節省引線、輸出信號大、抗干擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工作可靠等優點。 它的應用范圍非常廣范，既可以與熱電偶、熱電阻形成一體化現場安裝結構，也可以作為功能模塊安裝在檢測設備中和儀表盤上使用。