Quan dos conductors o semiconductors diferents, A i B, formen un circuit amb els seus extrems connectats, es genera una força electromotriu (EMF) al circuit sempre que les temperatures a les dues unions siguin diferents. Un extrem, a temperatura T, s'anomena extrem de treball o unió calenta, i l'altre extrem, a temperatura T0, s'anomena extrem lliure (també conegut com a extrem de referència) o unió freda. La direcció i la magnitud d'aquest EMF depenen dels materials dels conductors i de les temperatures a les dues unions.
Aquest fenomen s'anomena "efecte termoelèctric", el circuit format pels dos conductors s'anomena "termoparell", aquests dos conductors s'anomenen "elements termoelèctrics" i l'EMF generat s'anomena "EMF termoelèctric".
L'EMF termoelèctric consta de dues parts: una és la diferència de potencial de contacte entre els dos conductors i l'altra és la diferència de potencial de diferència de temperatura dins d'un sol conductor.
La magnitud de la CEM termoelèctrica en un circuit de termoparell depèn només dels materials dels conductors que formen el termoparell i de les temperatures a les dues unions, i és independent de la forma i la mida del termoparell. Quan els materials dels dos elèctrodes del termopar estan fixats, la CEM termoelèctrica és funció de la diferència de temperatura entre les dues unions, t i t0.
