Twee geleiders van verschillende samenstelling (thermokoppeldraden of thermo-elektroden genoemd) zijn aan beide uiteinden met elkaar verbonden om een circuit te vormen. Wanneer de temperaturen van de twee knooppunten verschillend zijn, wordt er een elektromotorische kracht in het circuit gegenereerd. Dit fenomeen wordt het thermo-elektrische effect genoemd, en deze elektromotorische kracht wordt het thermo-elektrische potentieel genoemd. Thermokoppels gebruiken dit principe voor temperatuurmeting. Het uiteinde dat direct wordt gebruikt om de temperatuur van het medium te meten, wordt het werkuiteinde genoemd (ook wel het meetuiteinde genoemd), en het andere uiteinde wordt het koude uiteinde genoemd (ook wel het compensatie-uiteinde genoemd). Het koude uiteinde is verbonden met een weergave-instrument of een bijpassend instrument, dat het thermo-elektrische potentieel aangeeft dat door het thermokoppel wordt gegenereerd.
Een thermokoppel is in wezen een energieomzetter die thermische energie omzet in elektrische energie, waarbij het gegenereerde thermo-elektrische potentieel wordt gebruikt om de temperatuur te meten. Met betrekking tot het thermo-elektrische potentieel van een thermokoppel moeten de volgende punten worden opgemerkt:
1. Het thermo-elektrische potentieel van een thermokoppel is een functie van het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden van het werkuiteinde van het thermokoppel, niet een functie van het temperatuurverschil tussen het koude uiteinde en het werkuiteinde;
2. De grootte van de thermo-elektrische potentiaal die door een thermokoppel wordt gegenereerd, wanneer het thermokoppelmateriaal uniform is, is onafhankelijk van de lengte en diameter van het thermokoppel, en houdt alleen verband met de samenstelling van het thermokoppelmateriaal en het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden;
3. Zodra de materialen van de twee thermokoppeldraden zijn bepaald, is de grootte van het thermo-elektrische potentieel 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 het thermo-elektrische potentieel van het thermokoppel een enkele- gewaardeerde functie van de werkeindtemperatuur. Twee geleiders of halfgeleiders A en B van verschillende materialen worden aan elkaar gelast om een gesloten circuit te vormen. Wanneer er een temperatuurverschil is tussen de twee knooppunten 1 en 2 van de geleiders A en B, wordt daartussen een elektromotorische kracht gegenereerd, waardoor er een stroom in het circuit ontstaat. Thermokoppels werken door gebruik te maken van dit effect.
