Một cặp nhiệt điện bao gồm hai dây kim loại khác nhau kết hợp với nhau để tạo ra một điểm nối đo nhiệt độ. Làm nóng điểm kết nối của cả hai kim loại sẽ tạo ra dòng nhiệt điện được gọi là dòng Seebeck. Khi nhiệt truyền từ đầu nóng sang đầu nguội hơn, các electron bên trong kim loại sẽ tạo ra điện.
Để cặp nhiệt điện hoạt động bình thường, một kim loại phải tích điện dương và kim loại kia phải tích điện âm. Ví dụ, đồng tích điện dương trên một dây và niken tích điện âm trên dây kia.
Dòng nhiệt điện rất nhỏ, thường đo bằng microvolt. Điện áp đó sau đó được chuyển thành số đọc nhiệt độ. Kết quả đọc của cặp nhiệt điện có thể khá chính xác, đó là lý do tại sao các thiết bị này có giá trị trong nhiều ứng dụng độc đáo.
