Elfen synhwyro tymheredd a phrif declyn sy'n mesur tymheredd yn uniongyrchol yw thermocwl. Mae'n cynnwys cylched caeedig sy'n cynnwys dau ddargludydd o wahanol ddeunyddiau. Oherwydd y gwahaniaeth mewn deunyddiau, mae dwyseddau electronau gwahanol yn achosi trylediad electronau, ac mae potensial trydan yn cael ei gynhyrchu ar ôl cyrraedd ecwilibriwm sefydlog. Pan fo graddiant tymheredd rhwng y ddau ben, mae cerrynt yn cael ei gynhyrchu yn y gylched, gan gynhyrchu potensial thermodrydanol. Po fwyaf yw'r gwahaniaeth tymheredd, y mwyaf yw'r cerrynt. Gellir pennu'r gwerth tymheredd ar ôl mesur y potensial thermodrydanol. Yn y bôn, trawsnewidydd ynni yw thermocwl sy'n trosi ynni thermol yn ynni trydanol.
Manteision technegol thermocyplau: Mae gan thermocyplau ystod mesur tymheredd eang a pherfformiad cymharol sefydlog; cywirdeb mesur uchel, gan fod y thermocwl mewn cysylltiad uniongyrchol â'r gwrthrych sy'n cael ei fesur ac nad yw'r cyfrwng canolradd yn effeithio arno; amser ymateb thermol cyflym, gan fod thermocyplau yn ymateb yn gyflym i newidiadau tymheredd; amrediad mesur mawr, gall thermocyplau fesur tymheredd yn barhaus o -40 i +1600 gradd; perfformiad dibynadwy a chryfder mecanyddol da. Mae ganddynt fywyd gwasanaeth hir ac maent yn hawdd eu gosod.
Rhaid i thermocwl gynnwys cylched gaeedig o ddau ddargludydd (neu lled-ddargludyddion) o wahanol briodweddau ond sy'n bodloni gofynion penodol. Rhaid bod gwahaniaeth tymheredd rhwng y pen mesur a diwedd cyfeirio'r thermocwl.
Mae dau ddargludydd neu lled-ddargludyddion A a B o wahanol ddeunyddiau yn cael eu weldio gyda'i gilydd i ffurfio cylched caeedig. Pan fo gwahaniaeth tymheredd rhwng dwy gyffordd 1 a 2 dargludyddion A a B, cynhyrchir grym electromotive rhyngddynt, gan ffurfio cerrynt yn y gylched. Gelwir y ffenomen hon yn effaith thermodrydanol. Mae thermocyplau yn gweithio trwy ddefnyddio'r effaith hon.