Kada dva različita vodiča ili poluvodiča, A i B, tvore strujni krug sa spojenim krajevima, elektromotorna sila (EMS) se stvara u krugu sve dok su temperature na dva spoja različite. Jedan kraj, na temperaturi T, naziva se radni kraj ili vrući spoj, a drugi kraj, na temperaturi T0, naziva se slobodni kraj (poznat i kao referentni kraj) ili hladni spoj. Smjer i veličina ove EMF ovise o materijalima vodiča i temperaturama na dva spoja.
Taj se fenomen naziva "termoelektrični učinak", strujni krug koji čine dva vodiča naziva se "termopar", ta se dva vodiča nazivaju "termoelektrični elementi", a generirani EMF naziva se "termoelektrični EMF".
Termoelektrični EMF sastoji se od dva dijela: jedan je kontaktna razlika potencijala između dva vodiča, a drugi je razlika temperaturne razlike potencijala unutar jednog vodiča.
Veličina termoelektričnog EMF-a u krugu termoelementa ovisi samo o materijalima vodiča koji tvore termoelement i temperaturama na dva spoja, te je neovisna o obliku i veličini termoelementa. Kada su materijali dviju elektroda termoelementa fiksirani, termoelektrični EMF je funkcija temperaturne razlike između dva spoja, t i t0.
