Keď dva rôzne vodiče alebo polovodiče, A a B, vytvoria obvod so spojenými koncami, v obvode sa generuje elektromotorická sila (EMF), pokiaľ sú teploty na dvoch spojoch rozdielne. Jeden koniec, pri teplote T, sa nazýva pracovný koniec alebo horúci spoj a druhý koniec, pri teplote T0, sa nazýva voľný koniec (známy aj ako referenčný koniec) alebo studený spoj. Smer a veľkosť tohto EMF závisia od materiálov vodičov a teplôt na dvoch spojoch.
Tento jav sa nazýva "termoelektrický efekt", obvod tvorený dvoma vodičmi sa nazýva "termočlánok", tieto dva vodiče sa nazývajú "termoelektrické prvky" a generované EMF sa nazýva "termoelektrické EMF".
Termoelektrický EMF pozostáva z dvoch častí: jednou je rozdiel kontaktného potenciálu medzi dvoma vodičmi a druhou je rozdiel potenciálu teplotného rozdielu v rámci jedného vodiča.
Veľkosť termoelektrického EMF v obvode termočlánku závisí iba od materiálov vodičov tvoriacich termočlánok a teplôt na dvoch spojoch a je nezávislá od tvaru a veľkosti termočlánku. Keď sú materiály dvoch elektród termočlánku pevné, termoelektrické EMF je funkciou teplotného rozdielu medzi dvoma spojmi, t a t0.
