Termoelement je nekakšen element za zaznavanje temperature in neke vrste instrument. Neposredno meri temperaturo, temperaturni signal pa pretvarja v signal termoelektromotorne sile, ki se prek električnega instrumenta (sekundarnega instrumenta) pretvori v temperaturo merjenega medija. Osnovno načelo merjenja temperature s termoelementom je, da dva vodnika različnih komponent tvorita zaprto zanko. Ko je na obeh koncih temperaturni gradient, bo v zanki tekel tok. V tem času je med obema koncema elektromotorna sila-termoelektromotorna sila. To je tako imenovani Seebeckov učinek. Dva homogena prevodnika z različnimi komponentami sta termoelektrodi. Konec z višjo temperaturo je delovni konec, konec z nižjo temperaturo pa prosti konec. Prosti konec je običajno pri določeni konstantni temperaturi. Glede na funkcionalno razmerje med termoelektromotorno silo in temperaturo je izdelana indeksna tabela termoelementov; indeksno tabelo dobimo, ko je temperatura prostega konca pri 0℃, različni termoelementi pa imajo različne indeksne tabele.
Ko je tretji kovinski material priključen v vezje termoelementa, dokler je temperatura dveh stičišč materiala enaka, bo termoelektrični potencial, ki ga ustvari termoelement, ostal nespremenjen, to pomeni, da nanj ne bo vplival tretji kovina v vezju. Ko termoelement izmeri temperaturo, je torej mogoče priključiti merilni instrument in po meritvi termoelektromotorne sile spoznati temperaturo merjenega medija.
