Når to forskjellige ledere eller halvledere, A og B, danner en krets med endene koblet sammen, genereres en elektromotorisk kraft (EMF) i kretsen så lenge temperaturene i de to knutepunktene er forskjellige. Den ene enden, ved temperatur T, kalles arbeidsenden eller varmekrysset, og den andre enden, ved temperatur T0, kalles den frie enden (også kjent som referanseenden) eller kalde krysset. Retningen og størrelsen på denne EMF avhenger av materialene til lederne og temperaturene ved de to kryssene.
Dette fenomenet kalles den "termoelektriske effekten", kretsen som dannes av de to lederne kalles et "termoelement", disse to lederne kalles "termoelektriske elementer", og den genererte EMF kalles den "termoelektriske EMF."
Den termoelektriske EMF består av to deler: den ene er kontaktpotensialforskjellen mellom de to lederne, og den andre er temperaturforskjellens potensialforskjell i en enkelt leder.
Størrelsen på den termoelektriske EMF i en termoelementkrets avhenger bare av materialene til lederne som danner termoelementet og temperaturene ved de to knutepunktene, og er uavhengig av formen og størrelsen på termoelementet. Når materialene til de to elektrodene til termoelementet er fiksert, er den termoelektriske EMF en funksjon av temperaturforskjellen mellom de to kryssene, t og t0.
