当两个不同的导体两端连接，组成一个闭合回路，比如两个接头处有不同的温度，则回路中便有电流的流动，这就是温差效应，也被称为塞贝克效应，有时温差电动势亦称为塞贝克电动势。

把两种金属换成P型和N型半导体，因为半导体的塞贝克系数很大，就可以制作把热能转变为电能的温差发电器了。温差电偶的两壁由P型和N型半导体热电材料组成，一端用金属以欧姆接触相连，温度为T1；另一端通过塞贝克效应，负载电阻中便会有电流流过，构成温差发电器。

由于一对半导体材料产生的电功率很有限，所以必须把一定数量的半导体电偶对串、并联起来才能构成一个有使用价值的热电发生器。