Farklı malzemeden yapılmış iki iletken telin birer ucu birbirine tutturulduğunda bu ucun sıcaklığına göre serbest uçlar arasında mV mertebesinde bir gerilim meydana gelmektedir. Bu termik gerilimden yararlanılarak sıcaklık ölçümleri yapılmaktadır. Elektriksel sıcaklık ölçümü yöntemlerinden en çok kullanılanı bu tiplerdir. Termoelemanlar kullanılarak -185 °C ile +1820 °C arasında her türlü sıvı, katı ve gaz sıcaklıkları kolayca ölçülebilmektedir. Bir termoeleman devresinin oluşturulabilmesi için bu devrede en az iki uç nokta bulunmalıdır. Referans nokta olarak adlandırılan bu uçta sıcaklık belli ise, diğer uçtaki sıcaklık kullanılan malzemenin termoelektrik özelliklerinden yararlanılarak bulunur. Genellikle birbirinden farklı herhangi iki iletken tel ile bir termoeleman devresi yapılabilmektedir. Pratikte kullanılan termoeleman malzemelerin seçiminde fiyat, sıcaklık aralığı, korozyona dayanım gibi özellikler dikkate alınır.