Două conductoare de compoziții diferite (numite fire de termocuplu sau termoelectrozi) sunt unite la ambele capete pentru a forma un circuit. Când temperaturile celor două joncțiuni sunt diferite, în circuit este generată o forță electromotoare. Acest fenomen se numește efect termoelectric, iar această forță electromotoare se numește potențial termoelectric. Termocuplurile folosesc acest principiu pentru măsurarea temperaturii. Capătul utilizat direct pentru măsurarea temperaturii mediului se numește capăt de lucru (numit și capăt de măsurare), iar celălalt capăt se numește capăt rece (numit și capăt de compensare). Capătul rece este conectat la un instrument de afișare sau un instrument de potrivire, care indică potențialul termoelectric generat de termocuplu.
Un termocuplu este în esență un convertor de energie care transformă energia termică în energie electrică, folosind potențialul termoelectric generat pentru a măsura temperatura. Următoarele puncte trebuie remarcate cu privire la potențialul termoelectric al unui termocuplu:
1. Potențialul termoelectric al unui termocuplu este o funcție a diferenței de temperatură dintre cele două capete ale capătului de lucru al termocuplului, nu o funcție a diferenței de temperatură dintre capătul rece și capătul de lucru;
2. Mărimea potențialului termoelectric generat de un termocuplu, atunci când materialul termocuplului este uniform, este independentă de lungimea și diametrul termocuplului și este legată numai de compoziția materialului termocuplului și de diferența de temperatură dintre cele două capete;
3. Odată ce sunt determinate materialele celor două fire de termocuplu, mărimea potențialului termoelectric al termocuplului este legată doar de diferența de temperatură a termocuplului. Dacă temperatura capătului rece al termocuplului este menținută constantă, atunci potențialul termoelectric al termocuplului este o funcție cu o singură valoare-a temperaturii capătului de lucru. Doi conductori sau semiconductori A și B din materiale diferite sunt sudați împreună pentru a forma un circuit închis. Când există o diferență de temperatură între cele două joncțiuni 1 și 2 ale conductoarelor A și B, între ele se generează o forță electromotoare, formând astfel un curent în circuit. Termocuplurile funcționează folosind acest efect.
