מטען חשמלי עובר דרך מתכות עם חום. מתכות מוליכות גבוהות, כמו ברזל, הן מוליכות יעילות מאוד. אבל, מתכות פחות מוליכות, כמו פלטינה, גם מציגות מאפיין זה עם מתחים נמוכים בהרבה. צמדים תרמיים מודדים טמפרטורה על ידי מדידת המתחים השונים העוברים דרך שני סוגי המתכות השונים שלהם.
כל מתכת או סגסוגת מייצרת מתחים שונים תחת הפרש טמפרטורה בקצבים ידועים. צמדים תרמיים מודדים את ההבדל הזה ומתאמים אותו עם הטמפרטורה.
