Η διασταύρωση των δύο ανόμοιων μετάλλων που διασυνδέεται με το μέσο προορισμού, η σύνδεση ανίχνευσης, περικλείεται σε ένα περίβλημα που ονομάζεται καθετήρας. Ένα γειωμένο θερμοστοιχείο είναι εκείνο όπου η σύνδεση ανίχνευσης συνδέεται απευθείας στο τοίχωμα του καθετήρα. Το αποτέλεσμα είναι πολύ καλή μεταφορά θερμότητας από τον στόχο και γρήγορος χρόνος απόκρισης.
Η ένδειξη ανίχνευσης ενός μη γειωμένου θερμοστοιχείου απομονώνεται ηλεκτρικά από το τοίχωμα του καθετήρα. Αυτό οδηγεί σε βραδύτερο χρόνο απόκρισης, αλλά η ηλεκτρική απομόνωση των μη γειωμένων θερμοστοιχείων τους δίνει μερικά σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις γειωμένες εκδόσεις: Διαρκούν περισσότερο, διασυνδέονται πιο εύκολα με τα όργανα και εξαλείφουν τα προβλήματα βρόχου εδάφους. (Τα προβλήματα βρόχου γείωσης προέρχονται από την ακούσια σύνδεση ενός κυκλώματος με τη γείωση.
Ένα εκτεθειμένο θερμοστοιχείο είναι εκείνο όπου η διασταύρωση είναι έξω από το τοίχωμα του καθετήρα και εκτίθεται στο μέσο στόχο. Έχουν την καλύτερη μεταφορά θερμότητας και το γρηγορότερο χρόνο απόκρισης, αλλά περιορίζονται από τα είδη των μέσων-στόχων όπου μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Δεν θα ήταν κατάλληλα για καυστικά ή διαβρωτικά μέσα στόχου, για παράδειγμα. Σε περιπτώσεις όπου ο χρόνος γρήγορης απόκρισης είναι απαραίτητος, το εκτεθειμένο θερμοστοιχείο μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή.
