העיקרון שלצמד תרמימדידת הטמפרטורה מבוססת על האפקט התרמו-אלקטרי. חיבור שני מוליכים שונים או מוליכים למחצה ללולאה סגורה, כאשר הטמפרטורות בשני הצמתים שונות, יווצר פוטנציאל תרמו-אלקטרי בלולאה. תופעה זו נקראת אפקט פירואלקטרי, הידוע גם בשם אפקט סיבק.
הפוטנציאל התרמו-אלקטרי שנוצר בלולאה הסגורה מורכב משני סוגים של פוטנציאלים חשמליים; פוטנציאל תרמואלקטרי ופוטנציאל מגע. פוטנציאל תרמי מתייחס לפוטנציאל החשמלי המיוצר על ידי שני הקצוות של אותו מוליך עקב טמפרטורות שונות. למוליכים שונים יש צפיפות אלקטרונים שונה, ולכן הם יוצרים פוטנציאלים חשמליים שונים. פוטנציאל המגע פירושו כאשר שני מוליכים שונים נמצאים במגע.
מכיוון שצפיפות האלקטרונים שלהם שונה, מתרחשת כמות מסוימת של דיפוזיה של אלקטרונים. כאשר הם מגיעים לשיווי משקל מסוים, הפוטנציאל הנוצר מפוטנציאל המגע תלוי בתכונות החומר של שני המוליכים השונים ובטמפרטורה של נקודות המגע שלהם. נכון לעכשיו, הצמדים תרמייםבשימוש בינלאומי יש תקן. הצמדים התרמיים המווסתים בינלאומית מחולקים לשמונה חטיבות שונות, כלומר B, R, S, K, N, E, J ו-T, שיכולות למדוד את הטמפרטורה הנמוכה. הוא מודד 270 מעלות צלזיוס מתחת לאפס, ויכול להגיע לשיא של 1800 מעלות צלזיוס.
ביניהם, B, R ו-S שייכים לסדרת הפלטינה שלצמדים תרמיים. מכיוון שפלטינה היא מתכת יקרה, הם נקראים גם זוגות תרמו מתכת יקרה והיתרים נקראים זוגות תרמיים במחירים נמוכים. ישנם שני סוגים של מבני זוג תרמו, סוג נפוץ וסוג משוריין. זוגות תרמו רגילים מורכבים בדרך כלל מתרמוזה, צינור בידוד, שרוול תחזוקה ותיבת חיבור, בעוד צמד תרמו משוריין הוא שילוב של חוט צמד תרמי, חומר בידוד ושרוול תחזוקת מתכת לאחר ההרכבה, לאחר משיכת שילוב מוצק שנוצר על ידי מתיחה.
