Está compuesto de varios termopares conectados normalmente en serie o, menos generalmente, en paralelo.
Las termopilas no responden a la temperatura absoluta, sino que generan un voltaje proporcional a una diferencia de temperatura local o gradiente de temperatura.
Proporcionan un voltaje de salida en respuesta a un gradiente de temperatura, formando parte de dispositivos como los termómetros infrarrojos ampliamente utilizados por los profesionales médicos para medir la temperatura corporal.
[4] Registrando las variaciones del nivel de la señal, el dispositivo puede proporcionar promedios volumétricos de temperatura.
[5] También se utilizan para generar energía eléctrica a partir del calor desprendido por componentes eléctricos, el viento solar, los materiales radioactivos, la radiación láser o la combustión.