当两种不同金属（或合金）的导线相接形成回路时，如果两个接点处于不同温度下，就会产生热电势差。这是因为不同金属的导体具有不同的电子云结构，导致热运动的电子在温度差的驱动下，从高温一侧向低温一侧移动，产生电势差。
热电偶中常用的金属对是铂和铂-铑合金，因为它们具有较高的熔点和稳定的热电特性。两根导线的接点处被称为测温点，这个点的温度即为要测量的温度。
