Τα θερμοστοιχεία MI προσφέρουν ευελιξία, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, γρήγορο χρόνο απόκρισης στη θερμότητα και ανθεκτικότητα. Όπως τα βιομηχανικά προκατασκευασμένα θερμοστοιχεία, χρησιμοποιούνται ως αισθητήρες θερμοκρασίας σε συνδυασμό με όργανα απεικόνισης, όργανα καταγραφής και ηλεκτρονικούς ρυθμιστές. Μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν ως αισθητήριο στοιχείο προκατασκευασμένων θερμοστοιχείων, μετρώντας άμεσα τη θερμοκρασία υγρών, ατμού και αερίων, καθώς και στερεών επιφανειών, σε διάφορες διαδικασίες παραγωγής.

Η αρχή λειτουργίας ενός θερμοστοιχείου με θήκη είναι η συγκόλληση δύο αγωγών διαφορετικών συνθέσεων μεταξύ τους για τη δημιουργία ενός κυκλώματος. Το άκρο που μετρά άμεσα τη θερμοκρασία ονομάζεται σημείο μέτρησης και το άκρο σύνδεσης ονομάζεται σημείο αναφοράς. Όταν υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των σημείων μέτρησης και αναφοράς, δημιουργείται ένα θερμοηλεκτρικό ρεύμα στο κύκλωμα. Όταν συνδεθεί με ένα όργανο απεικόνισης, το όργανο θα υποδεικνύει τη θερμοκρασία που αντιστοιχεί στο θερμοηλεκτρικό δυναμικό που παράγεται από το θερμοστοιχείο.

Το θερμοηλεκτρικό δυναμικό ενός θερμοστοιχείου με θήκη αυξάνεται καθώς η θερμοκρασία στο άκρο μέτρησης αυξάνεται. Το μέγεθος αυτού του δυναμικού εξαρτάται αποκλειστικά από το υλικό του αγωγού του θερμοστοιχείου με θήκη και τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο άκρων και δεν σχετίζεται με το μήκος ή τη διάμετρο του θερμοστοιχείου. Τα θερμοστοιχεία με θήκη κατασκευάζονται με επανειλημμένη έλξη του αγωγού, μονωτικού οξειδίου του μαγνησίου και ενός προστατευτικού σωλήνα από ανοξείδωτο χάλυβα. Η βασική δομή ενός θερμοστοιχείου με θήκη αποτελείται από ένα κουτί διακλάδωσης, ακροδέκτες και το θερμοστοιχείο με θήκη, μαζί με διάφορα εξαρτήματα στερέωσης.