O princípio do efeito Seebeck deriva de uma propriedade física dos condutores metálicos submetidos a um gradiente térmico: quando dois condutores metálicos A e B de diferentes naturezas são acoplados mediante um gradiente de temperatura, os elétrons de um metal tendem a migrar de um condutor para o outro, gerando uma diferença de potencial elétrico num efeito semelhante a uma pilha eletroquímica. Através da condução térmica esse efeito é capaz de transformar energia térmica em energia elétrica com base numa fonte de calor mediante propriedades físicas dos metais.
O efeito Peltier consiste na produção de um gradiente de temperatura em duas junções de dois condutores (ou semicondutores) de materiais diferentes quando submetidos a uma tensão elétrica em um circuito fechado.Esse efeito também é conhecido como Força eletromotriz de Peltier e é o reverso do efeito Seebeck em que ocorre produção de diferença de potencial devido à diferença de temperatura neste mesmo tipo de circuito. Estes dois efeitos podem ser também considerados como um só e denominado de efeito Peltier-Seebeck ou efeito termelétrico. Isto é, são dois efeitos que podem ser considerados como diferentes manifestações do mesmo fenômeno físico.Quando uma corrente elétrica fluir no circuito e passar pelas junções dos metais, haverá uma variação na temperatura dessas soldagens. Numa das junções libera-se calor e na outra, é absorvido calor.
Em muitos materiais, o coeficiente de Seebeck não é constante de acordo com a variação da temperatura. Desse modo, uma dada variação de temperatura pode resultar numa mudança no coeficiente de Seebeck, e a isso podemos denominar de gradiente do coeficiente Seebeck. Se a corrente é conduzida na direção deste gradiente, ocorrerá, então, uma versão contínua do efeito Peltier. Ele descreve o aquecimento ou arrefecimento de um condutor, percorrido por uma corrente, de acordo com um gradiente de temperatura. Em outras palavras, o efeito Thomsom compreende a relação entre a taxa de produção de calor, que pode ser maior ou menor que I²R , de acordo com a grandeza e direção da corrente, da temperatura e do material.