熱電堆是一種將熱能轉化為電能的電子設備。 它由幾個通常串聯或并聯連接的熱電偶組成。 這種設備的工作原理是熱電效應，即當其不同金屬（熱電偶）暴露于溫差時產生電壓。

熱電偶通過測量從其連接點到熱電偶輸出電壓測量點的溫差來工作。 一旦閉合電路由一種以上的金屬組成，并且從一種金屬到另一種金屬的連接點和過渡點之間存在溫差，就會產生電流，就像是由熱連接點和冷連接點之間的電位差產生的一樣。

熱電偶可以作為熱電偶對串聯連接，結點位于熱阻層的任一側。 熱電偶對的輸出將是一個電壓，該電壓與熱阻層兩端的溫差以及通過熱阻層的熱通量成正比。 添加更多的串聯熱電偶對會增加電壓輸出的幅度。 熱電堆可以用單個熱電偶對、兩個熱電偶結或多個熱電偶對構成。

熱電堆不響應xxx溫度，但會產生與局部溫差或溫度梯度成比例的輸出電壓。 電壓和功率的量非常小，使用專門為此目的設計的受控設備以毫瓦和毫伏為單位進行測量。

作為溫度測量設備的一部分，熱電堆用于提供響應溫度的輸出，例如醫療專業人員廣泛用于測量體溫的紅外線溫度計，或用于測量密封腔內溫度分布的熱加速計 傳感器。 它們還廣泛用于熱通量傳感器和直接輻射表以及燃氣燃燒器安全控制。 熱電堆的輸出通常在幾十或幾百毫伏的范圍內。 除了增加信號電平外，該設備還可用于提供空間溫度平均。

熱電堆還用于從例如電氣元件、太陽風、放射性材料、激光輻射或燃燒產生的熱量中產生電能。 該過程也是珀耳帖效應（電流傳遞熱能）的一個示例，因為該過程將熱量從熱端傳遞到冷端。

還有所謂的熱電堆傳感器，它是一種功率計，其原理是將光或激光功率轉換為熱能，并通過熱電堆測量由此產生的溫度升高。