Et termoelement er et temperaturfølende-element og et primærinstrument som måler temperaturen direkte. Den består av en lukket krets som består av to ledere av forskjellige materialer. På grunn av forskjellen i materialer forårsaker forskjellige elektrontettheter elektrondiffusjon, og et elektrisk potensial genereres etter å ha nådd en stabil likevekt. Når det er en temperaturgradient mellom de to endene, genereres en strøm i kretsen som produserer et termoelektrisk potensial. Jo større temperaturforskjellen er, jo større er strømmen. Temperaturverdien kan bestemmes etter måling av det termoelektriske potensialet. Et termoelement er i hovedsak en energiomformer som konverterer termisk energi til elektrisk energi.
Tekniske fordeler med termoelementer: Termoelementer har et bredt temperaturmåleområde og relativt stabil ytelse; høy målenøyaktighet, da termoelementet er i direkte kontakt med objektet som måles og ikke påvirkes av mellommediet; rask termisk responstid, da termoelementer reagerer raskt på temperaturendringer; stort måleområde, termoelementer kan kontinuerlig måle temperaturer fra -40 til +1600 grader; pålitelig ytelse og god mekanisk styrke. De har lang levetid og er enkle å installere.
Et termoelement må bestå av en lukket krets laget av to ledere (eller halvledere) med forskjellige egenskaper, men som oppfyller visse krav. Det må være en temperaturforskjell mellom måleenden og referanseenden av termoelementet.
To ledere eller halvledere A og B av forskjellige materialer er sveiset sammen for å danne en lukket krets. Når det er en temperaturforskjell mellom de to koblingene 1 og 2 til lederne A og B, genereres en elektromotorisk kraft mellom dem, og danner dermed en strøm i kretsen. Dette fenomenet kalles den termoelektriske effekten. Termoelementer fungerer ved å utnytte denne effekten.
