Két különböző fémből vagy ötvözetből álló, egy pontban összehegesztett huzalpár. Ha az összehegesztési hely hőmérséklete különbözik a szabad vég hőmérsékletétől. a hőmérséklet-különbséggel közelítőleg arányos feszültség lép fel a szabad végek között.
A termoelem szabad végeit állandó hőfokon tartva, a szabad végek közé kapcsolt műszeren átfolyó áram hőmérsékletmérésre használható. Ily módon a mérendő ponttól távoli helyen olvashatjuk le a hőmérsékletet (távhőmérés). A szokásos termoelem-párosítások: platina-platinrodium, vas-konstantán, réz-konstantán, krómnikkel-konstantán stb. Nagy hőfokok mérésekor - pl. kemencékben - a termoelem meleg végét a gáztértől és mechanikai be-hatásoktól védeni kell ennek érdekében kvarc-csőbe vagy kerámia csőbe helyezik.