Quando due diversi conduttori o semiconduttori, A e B, formano un circuito con le estremità collegate, nel circuito viene generata una forza elettromotrice (EMF) purché le temperature alle due giunzioni siano diverse. Un'estremità, alla temperatura T, è chiamata estremità di lavoro o giunzione calda, mentre l'altra estremità, alla temperatura T0, è chiamata estremità libera (nota anche come estremità di riferimento) o giunzione fredda. La direzione e l'entità di questo campo elettromagnetico dipendono dai materiali dei conduttori e dalle temperature alle due giunzioni.
Questo fenomeno è chiamato "effetto termoelettrico", il circuito formato dai due conduttori è chiamato "termocoppia", questi due conduttori sono chiamati "elementi termoelettrici" e l'EMF generato è chiamato "EMF termoelettrico".
La forza elettromagnetica termoelettrica è composta da due parti: una è la differenza di potenziale di contatto tra i due conduttori e l'altra è la differenza di potenziale di temperatura all'interno di un singolo conduttore.
L'entità della forza elettromagnetica termoelettrica in un circuito di termocoppia dipende solo dai materiali dei conduttori che formano la termocoppia e dalle temperature alle due giunzioni ed è indipendente dalla forma e dalle dimensioni della termocoppia. Quando i materiali dei due elettrodi della termocoppia sono fissi, la forza elettromotrice termoelettrica è funzione della differenza di temperatura tra le due giunzioni, t e t0.
