При тесном соприкосновении (например, спайка или сварка) двух разнородных металлических проводников часть свободных электронов из металла, где концентрация их выше, а силы, удерживающие внутри металла, меньше, переходит в другой металл. В связи с этим в контактном слое образуется электрическое поле и возникает разность потенциалов. Эта разность потенциалов значительно увеличивается при нагревании спая. При замыкании холодных концов проводников в цепи образуется термоток, по величине прямо пропорциональный разности температур нагретого и холодного спаев. Термоток измеряют микроамперметром, и подобное устройство, называемое термопарой, применяют для измерения температуры электрическим методом.
Если через спай термопары пропустить ток от постороннего источника в направлении, в котором образуется термоток, то температура спая будет ниже температуры других концов проводников (явление Пельтье). Это явление используют при устройстве электрохолодильников.