Коли два різні провідники або напівпровідники, А і В, утворюють ланцюг зі з’єднаними кінцями, у ланцюзі генерується електрорушійна сила (ЕРС), доки температури на двох з’єднаннях різні. Один кінець, при температурі T, називається робочим кінцем або гарячим спаєм, а інший кінець, при температурі T0, називається вільним кінцем (також відомим як контрольний кінець) або холодним спаєм. Напрямок і величина цієї ЕРС залежать від матеріалів провідників і температур на двох стиках.
Це явище називається «термоелектричним ефектом», ланцюг, утворений двома провідниками, — «термопарою», ці два провідники — «термоелектричними елементами», а створювана ЕРС — «термоелектричною ЕРС».
Термоелектрична ЕРС складається з двох частин: одна — це контактна різниця потенціалів між двома провідниками, а інша — різниця потенціалів у межах одного провідника.
Величина термоелектричної ЕРС в ланцюзі термопари залежить тільки від матеріалів провідників, що утворюють термопару, і температур на двох спаях і не залежить від форми і розміру термопари. Коли матеріали двох електродів термопари фіксовані, термоелектрична ЕРС є функцією різниці температур між двома спаями t і t0.