Các cảm biến nhiệt điện trở được xây dựng dưới nhiều dạng và đôi khi cung cấp sự ổn định, độ chính xác và độ lặp lại tốt hơn so với các cặp nhiệt. Trong khi các cặp nhiệt sử dụng hiệu ứng Seebeck để tạo ra điện áp, cảm biến nhiệt điện trở sử dụng điện trở điện và yêu cầu nguồn điện để hoạt động. Điện trở lý tưởng thay đổi gần như tuyến tính theo nhiệt độ theo phương trình Callendar–Van Dusen.

Dây phát hiện platinum cần được giữ sạch để duy trì sự ổn định. Một sợi dây hay màng platinum được hỗ trợ trên một khuôn dạng sao cho nó không bị mở rộng chênh lệch hoặc các tải trọng khác từ khuôn dạng, nhưng vẫn chịu được rung động một cách hợp lý. Các bộ cảm biến nhiệt điện trở được làm từ sắt hoặc đồng cũng được sử dụng trong một số ứng dụng. Các loại platinum thương mại thường có hệ số nhiệt điện trở 0,00385/°C (0,385%/°C) (Khoảng nhiệt độ căn bản châu Âu).[7] Thường thì cảm biến có điện trở là 100 Ω ở 0 °C. Điều này được xác định trong BS EN 60751:1996 (dựa trên IEC 60751:1995). Khoảng nhiệt độ căn bản của Mỹ là 0,00392/°C,[8] dựa trên việc sử dụng loại platinum tinh khiết hơn so với tiêu chuẩn châu Âu. Tiêu chuẩn Mỹ này được đưa ra bởi Hiệp hội Nhà sản xuất Thiết bị Khoa học (SAMA), nhưng họ không còn hoạt động trong lĩnh vực này nữa. Do đó, "tiêu chuẩn Mỹ" hiếm khi còn là tiêu chuẩn thậm chí ở Mỹ.

Cáp dây dẫn cũng có thể là một yếu tố; sử dụng ba hoặc bốn dây, thay vì hai dây, có thể loại bỏ ảnh hưởng của điện trở dây dẫn kết nối khỏi các đo lường (xem phía dưới); kết nối ba dây là đủ cho hầu hết các mục đích và là một phương pháp công nghiệp gần như phổ biến. Kết nối bốn dây được sử dụng cho các ứng dụng chính xác nhất.