Θερμοστοιχείο, που ονομάζεται επίσης θερμική σύνδεση, θερμοηλεκτρικό θερμόμετρο ή θερμό, μια συσκευή μέτρησης θερμοκρασίας που αποτελείται από δύο σύρματα διαφορετικών μετάλλων που ενώνονται σε κάθε άκρο. Η μία διασταύρωση τοποθετείται όπου η θερμοκρασία πρόκειται να μετρηθεί και η άλλη διατηρείται σε σταθερή χαμηλότερη θερμοκρασία. Ένα όργανο μέτρησης συνδέεται στο κύκλωμα. Η διαφορά θερμοκρασίας προκαλεί την ανάπτυξη μιας ηλεκτροκινητικής δύναμης (γνωστή ως το φαινόμενο Seebeck) που είναι περίπου ανάλογη με τη διαφορά μεταξύ των θερμοκρασιών των δύο κόμβων. Η θερμοκρασία μπορεί να διαβαστεί από τους τυπικούς πίνακες ή το όργανο μέτρησης μπορεί να βαθμονομηθεί για να διαβάσει απευθείας τη θερμοκρασία.
Οποιαδήποτε δύο διαφορετικά μέταλλα ή κράματα μετάλλων εμφανίζουν το θερμοηλεκτρικό αποτέλεσμα, αλλά μόνο μερικά χρησιμοποιούνται ως θερμοστοιχεία - π.χ. αντιμόνιο και βισμούθιο, χαλκός και σίδηρος, ή χαλκός και σταθερά (κράμα χαλκού-νικελίου). Συνήθως η πλατίνα, είτε με ρόδιο είτε με κράμα πλατίνας-ροδίου, χρησιμοποιείται σε θερμοστοιχεία υψηλής θερμοκρασίας. Οι τύποι θερμοστοιχείων ονομάζονται (π.χ. τύπος Ε [νικέλιο, χρώμιο και σταθερά], J [σίδηρος και σταθερά], Ν [δύο κράματα νικελίου-πυριτίου, ένα εκ των οποίων περιέχει χρώμιο και μαγνήσιο] ή Β [κράμα λευκόχρυσου-ροδίου]) σύμφωνα με τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή καλωδίων. Ο πιο συνηθισμένος τύπος είναι τα σύρματα K (νικέλιο-αλουμίνιο και νικέλιο-χρώμιο) λόγω του μεγάλου εύρους θερμοκρασίας (από περίπου −200 έως 1.260 ° C [−300 έως 2.300 ° F]) και χαμηλού κόστους.
Ένα θερμοπύλη είναι ένας αριθμός θερμοστοιχείων που συνδέονται σε σειρά. Τα αποτελέσματά του είναι συγκρίσιμα με τον μέσο όρο αρκετών μετρήσεων θερμοκρασίας. Ένα κύκλωμα σειράς δίνει επίσης μεγαλύτερη ευαισθησία, καθώς και μεγαλύτερη έξοδο ισχύος, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία μιας συσκευής, όπως μια βαλβίδα ασφαλείας σε μια εστία αερίου χωρίς τη χρήση εξωτερικής ισχύος.
