Lorsque deux conducteurs ou semi-conducteurs différents, A et B, forment un circuit avec leurs extrémités connectées, une force électromotrice (FEM) est générée dans le circuit tant que les températures aux deux jonctions sont différentes. Une extrémité, à la température T, est appelée extrémité active ou soudure chaude, et l'autre extrémité, à la température T0, est appelée extrémité libre (également appelée extrémité de référence) ou soudure froide. La direction et l'ampleur de cette FEM dépendent des matériaux des conducteurs et des températures aux deux jonctions.
Ce phénomène est appelé « effet thermoélectrique », le circuit formé par les deux conducteurs est appelé « thermocouple », ces deux conducteurs sont appelés « éléments thermoélectriques » et la FEM générée est appelée « FEM thermoélectrique ».
La FEM thermoélectrique se compose de deux parties : l’une est la différence de potentiel de contact entre les deux conducteurs et l’autre est la différence de potentiel de différence de température au sein d’un seul conducteur.
L'ampleur de la FEM thermoélectrique dans un circuit à thermocouple dépend uniquement des matériaux des conducteurs formant le thermocouple et des températures aux deux jonctions, et est indépendante de la forme et de la taille du thermocouple. Lorsque les matériaux des deux électrodes du thermocouple sont fixes, la FEM thermoélectrique est fonction de la différence de température entre les deux jonctions, t et t0.
