當有兩種不同的導體或半導體A和B,形成一個循環,它的兩端連接到對方,只要兩個節點的溫度是不同的,一端溫度T,稱為工作端或熱端,另一端溫度T0,稱為自由端(也稱為參考)或冷端,線圈將產生電動勢，電動勢的方向和大小與導體的材料和兩個觸點的溫度有關。這種現象稱為熱電效應。這兩個導體之間的電路叫做熱電偶。這兩個導體稱為熱電極，產生的電動勢稱為熱電動勢。 溫差電動勢由兩根導體的接觸電動勢和一根導體的溫差電動勢兩部分組成。 熱電偶電路中熱電動勢的大小只與導體材料和兩個觸點的溫度有關，與熱電偶的形狀和大小無關。當熱電偶電極材料固定時，溫差電動勢為兩個觸點的溫度t和T0。的函數之差。 該關系式在實際溫度測量中得到了廣泛的應用。由于冷端T0不變，熱電偶產生的熱電動勢只隨熱端(測量端)溫度的變化而變化，即一定的熱電動勢對應一定的溫度。我們只能通過測量熱電動勢來測量溫度。