Вихідний напруга лежить у діапазоні від –10 до 77 мВ (залежно від типу термопари та вимірюваної температури). Кореляція температури з напругою встановлює відносини, унікальні для різних типів термопар.
Принцип дії термопари заснований на термоелектричному ефекті або як його ще називають ефект Зеєбека. Воно полягає в тому, що на стику двох провідників з'єднаних в кільце з різних металів з'являється напруга. Якщо температура місць спайки однакова – різниця потенціалів нульова.
При нагріванні термопара генерує ЕРС, яка через реле теплового захисту подається на соленоїд (котушку з мідного дроту). Котушка створює електромагнітне поле, що втягує до неї сталевий якір, механічно пов'язаний з клапаном подачі газу в пальник.