A calibração de um termopar, como a de qualquer termómetro, é feita colocando-o a diversas temperaturas bem conhecidas e registando os valores das forças electromotrizes. Uma das formas de realizar esta calibração é colocar a junção fria numa dada temperatura conhecida e mantê-la constante (normalmente um banho de gelo e água que está a 0ºC). Quanto à junção quente, aquela que se quer medir, coloca-se a uma temperatura mais elevada e mede-se esta com outro termómetro. De seguida, faz-se variar esta temperatura, registando-se o valor da f.e.m. para vários valores de temperatura com a ajuda de um voltímetro. Com estes valores experimentais pode construir-se um gráfico da f.e.m. em função da temperatura, traçando-se de seguida uma curva de calibração. Este gráfico permite encontrar os valores da temperatura para uma dada f.e.m. entretanto medida.

Para verificar os erros deste método, determinam-se as várias temperaturas medidas através dos valores da f.e.m. encontrados, comparando-se de seguida estas com as reais, ou seja, com aquelas que foram medidas através do outro termómetro.

Os fabricantes de termopares normalmente fornecem tabelas onde constam valores da tensão em função da temperatura (http://www.omega.com/temperature/Z/pdf/z207.pdf).

O grau de precisão exigido para a calibração determina o tipo de equipamento a utilizar. Assim, se for exigida uma precisão elevada será necessário recorrer a padrões primários que produzem os pontos da Escala Internacional de Temperaturas, enquanto que par uma calibração de rotina num laboratório de uma indústria será suficiente a utilização de calibradores que utilizem banhos com controlo de temperaturas. Um destes exemplos foi referido anteriormente, sendo muito usado nos laboratórios.

Em qualquer tipo de calibração é importante a elaboração de um documento que certifique qual o tipo de calibração efectuada e a data em que foi feita.