Ein Temperaturfühler wandelt Temperaturen in elektrische Größen um. So verändern Heiß-oder Kaltleiter beispielsweise ihren elektrischen Wiederstand bei Temperaturänderungen. Halbleiter-Temperaturfühler liefern temperaturproportionale Ströme und Spannungen. Diese physikalischen Zusammenhänge macht man sich beispielsweise in der Messtechnik zu Nutze. Ein weiteres Beispiel für den technisch nutzbaren Temperaturfühler sind die Thermoelemente. Thermoelemente wandeln thermische Energie in elektrische Energie um. Der grundlegende Mechanismus wird durch den Seebeck-Effekt beschrieben.
Er besagt, dass zwei, in einem Punkt verbundene elektrische Leiter an ihren freien Enden unterschiedliche Potentiale aufweisen, wenn über der Leiterlänge eine Temperaturdifferenz herrscht. Der Wärmefluss erzeugt somit eine Potentialdifferenz bzw. eine elektrische Spannung. Die Spannung ist nicht nur von der Temperaturdifferenz abhängig, sondern auch vom Leitermaterial. Da sich der Temperaturgradient bei gleichem Leitermaterial aufhebt, wählt man unterschiedliche Materialpaarungen für die Leiter.
Ähnlich der elektrochemischen Spannungsreihe, aus der sich das Redox-Verhalten verschiedener Substanzen ableiten lässt, existiert eine thermoelektrische Spannungsreihe welche die Thermospannung verschiedener Metallpaarungen auflistet. Ziel bei der Materialauswahl ist dabei die ohnehin geringen Spannungen im Mikro- und Millivolt Bereich möglichst groß werden zu lassen um die zusätzlich notwendige Signalverstärkung zu minimieren und bessere Auflösungen erzielen zu können.
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