溫差電池的原理是塞貝克效應。

塞貝克效應，又稱作第一熱電效應，它是指由於溫差而產生的熱電現象。

在兩種金屬A和B組成的迴路中，如果使兩個接觸點的溫度不同，則在迴路中將出現電流，稱為熱電流。

塞貝克效應的實質在於兩種金屬接觸時會產生接觸電勢差，該電勢差取決於金屬的電子逸出功和有效電子密度這兩個基本因素。

半導體的溫差電動勢較大，可用作溫差發電器。

原理:

1821年，賽貝克發現，把兩種不同的金屬導體接成閉合電路時，如果把它的兩個接點分別置於溫度不同的兩個環境中，則電路中就會有電流產生。這一現象稱為塞貝克效應，這樣的電路叫做溫差電偶，這種情況下產生電流的電動勢叫做溫差電動勢。例如，鐵與銅的冷接頭為1℃，熱接頭處為100℃，則有5.2mV的溫差電動勢產生。

由於不同的金屬材料所具有的自由電子密度不同，當兩種不同的金屬導體接觸時，在接觸面上就會發生電子擴散。電子的擴散速率與兩導體的電子密度有關並和接觸區的溫度成正比。

設導體A和B的自由電子密度為NA和NB，且有NA＞NB，電子擴散的結果使導體A失去電子而帶正電，導體B則因獲得電子而帶負電，在接觸面形成電場。這個電場阻礙了電子繼續擴散，達到動態平衡時，在接觸區形成一個穩定的電位差，即接觸電勢。