Muatan listrik mengalir melalui logam dengan panas. Logam yang sangat konduktif, seperti besi, merupakan konduktor yang sangat efisien. Namun, logam yang kurang konduktif, seperti platinum, juga menunjukkan karakteristik ini dengan voltase yang jauh lebih rendah. Termokopel mengukur suhu dengan mengukur voltase yang berbeda yang mengalir melalui dua jenis logam yang berbeda.
Setiap logam atau paduan menghasilkan tegangan yang berbeda di bawah perbedaan suhu pada tingkat yang diketahui. Termokopel mengukur perbedaan ini dan menghubungkannya dengan suhu.