Põhimõtetermopaartemperatuuri mõõtmine põhineb termoelektrilisel efektil. Kui ühendate kaks erinevat juhti või pooljuhti suletud ahelasse, kui kahe ristmiku temperatuurid on erinevad, tekib silmusesse termoelektriline potentsiaal. Seda nähtust nimetatakse püroelektriliseks efektiks, mida tuntakse ka Seebecki efektina.
Suletud ahelas tekkiv termoelektriline potentsiaal koosneb kahte tüüpi elektripotentsiaalidest; termoelektriline potentsiaal ja kontaktpotentsiaal. Termoelektriline potentsiaal viitab sama juhi kahe otsa tekitatud elektrilisele potentsiaalile erinevate temperatuuride tõttu. Erinevatel juhtidel on erinev elektronide tihedus, seega tekitavad nad erinevaid elektrilisi potentsiaale. Kontaktipotentsiaal tähendab, kui kaks erinevat juhti puutuvad kokku.
Kuna nende elektronide tihedus on erinev, tekib teatud hulk elektronide difusiooni. Kui nad jõuavad teatud tasakaalu, sõltub kontaktpotentsiaalist tulenev potentsiaal kahe erineva juhi materjali omadustest ja nende kontaktpunktide temperatuurist. Praegu ontermopaaridrahvusvaheliselt kasutusel on standard. Rahvusvaheliselt reguleeritud termopaarid on jagatud kaheksaks erinevaks alaks, nimelt B, R, S, K, N, E, J ja T, millega saab mõõta madalat temperatuuri. Selle temperatuur on 270 kraadi alla nulli ja võib ulatuda 1800 kraadini.
Nende hulgas kuuluvad B, R ja S plaatina seeriassetermopaarid. Kuna plaatina on väärismetall, nimetatakse neid ka väärismetallide termopaarideks ja ülejäänud nimetatakse odavate metallist termopaarideks. Termopaaride struktuure on kahte tüüpi, tavalist tüüpi ja soomustatud tüüpi. Tavalised termopaarid koosnevad tavaliselt termoodist, isolatsioonitorust, hooldushülssist ja jaotuskarbist, soomustatud termopaar on aga termopaari traadi, isolatsioonimaterjali ja metallist hooldushülsi kombinatsioon pärast kokkupanekut, pärast tõmbamist.
