Termočlánok pozostáva z dvoch rôznych kovových drôtov, ktoré sa spájajú, aby vytvorili spojenie na meranie teploty. Zahrievaním miesta spojenia oboch kovov vzniká termoelektrický prúd známy ako Seebeckov prúd. Keď sa teplo prenáša z horúceho konca na chladnejší, elektróny v kovoch vytvárajú elektrinu.

Aby termočlánok fungoval správne, jeden kov musí byť nabitý kladne a druhý záporne. Príkladom môže byť kladne nabitá meď na jednom drôte a záporne nabitý nikel na druhom.

Termoelektrické prúdy sú nepatrné, zvyčajne sa merajú v mikrovoltoch. Toto napätie sa potom prevedie na hodnoty teploty. Údaje termočlánkov môžu byť pomerne presné, a preto majú tieto zariadenia hodnotu v toľkých jedinečných aplikáciách.