Twee geleiders van verschillende samenstelling (thermokoppeldraad of thermode genoemd) zijn aan beide uiteinden met elkaar verbonden om een lus te vormen. Wanneer de temperatuur van de twee knooppunten verschillend is, zal er een elektromotorische kracht in de lus worden gegenereerd. Dit fenomeen wordt het thermo-elektrische effect genoemd en deze elektromotorische kracht wordt thermo-elektrische potentiaal genoemd. Thermokoppels gebruiken dit principe om de temperatuur te meten. Onder hen wordt het ene uiteinde dat direct wordt gebruikt om de temperatuur van het medium te meten, het werkende uiteinde genoemd (ook wel het meetuiteinde genoemd), en het andere uiteinde wordt het koude uiteinde genoemd (ook wel het compensatie-uiteinde genoemd); het koude uiteinde en het display De meter of ondersteunende meter is aangesloten en de displaymeter zal de thermo-elektrische potentiaal aangeven die door het thermokoppel wordt gegenereerd.
Een thermokoppel is eigenlijk een energie-omzetter die thermische energie omzet in elektrische energie en de temperatuur meet met het gegenereerde thermo-elektrische potentieel. Voor het thermo-elektrische potentieel van een thermokoppel moeten de volgende zaken worden opgemerkt:
1. Het thermo-elektrische potentieel van het thermokoppel is het verschil van de temperatuurfunctie van de twee uiteinden van het werkende uiteinde van het thermokoppel, niet de functie van het temperatuurverschil tussen het koude uiteinde en het werkende uiteinde van het thermokoppel.
2. De grootte van de thermo-elektrische potentiaal gegenereerd door het thermokoppel, wanneer het materiaal van het thermokoppel uniform is, heeft niets te maken met de lengte en diameter van het thermokoppel, maar alleen met de samenstelling van het thermokoppelmateriaal en het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden.
3. Wanneer de materiaalsamenstelling van de twee thermokoppeldraden van het thermokoppel wordt bepaald, is de thermo-elektrische potentiaal van het thermokoppel alleen gerelateerd aan het temperatuurverschil van het thermokoppel; als de temperatuur van het koude uiteinde van het thermokoppel constant wordt gehouden, is de thermo-elektrische potentiaal van het thermokoppel slechts een eenwaardige functie van de werkende eindtemperatuur. Las twee geleiders of halfgeleiders A en B van verschillende materialen om een gesloten circuit te vormen. Wanneer er een temperatuurverschil is tussen de twee knelpunten 1 en 2 van geleiders A en B, wordt er een elektromotorische kracht gegenereerd tussen de twee, waardoor een grote en een kleine stroom in het circuit ontstaat. Thermokoppels gebruiken dit effect om te werken.
