Dva vodiča različitog sastava (nazivaju se žice termoelementa ili termoelektrode) spojena su na oba kraja da formiraju kolo. Kada su temperature dva spoja različite, u krugu se stvara elektromotorna sila. Ova pojava se naziva termoelektrični efekat, a ova elektromotorna sila naziva se termoelektrični potencijal. Termoparovi koriste ovaj princip za mjerenje temperature. Kraj koji se direktno koristi za mjerenje temperature medija naziva se radni kraj (koji se naziva i mjerni kraj), a drugi kraj se naziva hladni kraj (koji se naziva i kompenzacijski kraj). Hladni kraj je povezan sa instrumentom za prikaz ili odgovarajućim instrumentom, koji pokazuje termoelektrični potencijal koji generiše termoelement.
Termopar je u suštini pretvarač energije koji pretvara toplotnu energiju u električnu, koristeći generisani termoelektrični potencijal za merenje temperature. U vezi termoelektričnog potencijala termoelementa treba napomenuti sljedeće:
1. Termoelektrični potencijal termoelementa je funkcija temperaturne razlike između dva kraja radnog kraja termoelementa, a ne funkcija temperaturne razlike između hladnog kraja i radnog kraja;
2. Veličina termoelektričnog potencijala koji generiše termoelement, kada je materijal termoelementa ujednačen, ne zavisi od dužine i prečnika termoelementa i odnosi se samo na sastav materijala termoelementa i temperaturnu razliku između dva kraja;
3. Nakon što su određeni materijali dvije žice termoelementa, veličina termoelektričnog potencijala termoelementa povezana je samo s temperaturnom razlikom termoelementa. Ako se temperatura hladnog kraja termoelementa održava konstantnom, tada je termoelektrični potencijal termoelementa jednostruka-vrijedna funkcija temperature radnog kraja. Dva vodiča ili poluvodiča A i B od različitih materijala zavareni su zajedno da formiraju zatvoreni krug. Kada postoji temperaturna razlika između dva spoja 1 i 2 vodiča A i B, između njih se stvara elektromotorna sila, stvarajući tako struju u kolu. Termoparovi rade koristeći ovaj efekat.
