Termočlánky využívají tzv. Seebeckova efektu. Čidlo je složeno ze dvou elektricky vodivých kovových vodičů různého chemického složení. Ty jsou spojeny do elektrického obvodu. Pokud jsou oba konce obvodu vloženy do prostředí s různou teplotou, dojde ke vzniku termoelektrického napětí, jehož velikost je úměrná rozdílu teplot na obou koncích obvodu.
Pro spoj v měřeném prostředí je dále užíván název teplý, opačný spoj (srovnávací) je nazýván studený. Závislost generovaného termoelektrického napětí na rozdílech teplot není lineární. Jen v úzkém teplotním rozsahu lze využít vztahu:
(3.9)Ute je napětí generované termočlánkem (mV)
a je Seebeckův koeficient úměrnosti,
DT rozdíl teplot na obou koncích měřicího obvodu (K).
Pro určité teplotní intervaly lze pak neznámou teplotu určit následující rovnicí:
(3.10)t je neznámá teplota (°C),
ai jsou koeficienty pro daný typ termočlánku,
Ute je generované termoelektrické napětí (mV),
n je řád polynomu.
Hodnoty koeficientů ai pro běžné používané termočlánky udává Příloha 2.
