تتكون المزدوجة الحرارية من سلكين معدنيين مختلفين يجتمعان معًا لإنشاء وصلة لقياس درجة الحرارة. يؤدي تسخين نقطة الاتصال لكلا المعدنين إلى إنشاء تيار كهروحراري يُعرف باسم تيار سيبيك. ومع انتقال الحرارة من الطرف الساخن إلى الطرف الأكثر برودة، تقوم الإلكترونات الموجودة داخل المعادن بتوليد الكهرباء.
لكي يعمل الثرموكبل بشكل صحيح، يجب أن يكون أحد المعدنين مشحونًا بشكل إيجابي والآخر مشحونًا بشكل سلبي. على سبيل المثال، قد يكون النحاس مشحونًا بشكل إيجابي على أحد الأسلاك والنيكل مشحونًا بشكل سلبي على السلك الآخر.
التيارات الحرارية الكهربائية ضئيلة للغاية، وعادة ما يتم قياسها بالميكروفولت. ثم يتم ترجمة هذا الجهد إلى قراءات درجة الحرارة. يمكن أن تكون قراءات الثرموكبل دقيقة للغاية، وهذا هو السبب في أن هذه الأجهزة لها قيمة في العديد من التطبيقات الفريدة.
