托馬斯·約翰·塞貝克（也有譯做“西伯克”）1770年生于塔林（當時隸屬于東普魯士，現為愛沙尼亞首都）。塞貝克的父親是一個具有瑞典血統的德國人，也許正因為如此，他鼓勵兒子在他曾經學習過的柏林大學和哥廷根大學學習醫學。1802年，塞貝克獲得醫學學位。由于他所選擇的方向是實驗醫學中的物理學，而且一生中多半時間從事物理學方面的教育和研究工作，所以人們通常認為他是一個物理學家。

   1820年代初期，塞貝克通過實驗方法研究了電流與熱的關系。1821年，塞貝克將兩種不同的金屬導線連接在一起，構成一個電流回路。他將兩條導線首尾相連形成一個結點，他突然發現，如果把其中的一個結加熱到很高的溫度而另一個結保持低溫的話，電路周圍存在磁場。他實在不敢相信，熱量施加于兩種金屬構成的一個結時會有電流產生，這只能用熱磁電流或熱磁現象來解釋他的發現。在接下來的兩年里時間（1822～1823），塞貝克將他的持續觀察報告給普魯士科學學會，把這一發現描述為“溫差導致的金屬磁化”。塞貝克確實已經發現了熱電效應，但他卻做出了錯誤的解釋：導線周圍產生磁場的原因，是溫度梯度導致金屬在一定方向上被磁化，而非形成了電流。科學學會認為，這種現象是因為溫度梯度導致了電流，繼而在導線周圍產生了磁場。對于這樣的解釋，塞貝克十分惱火，他反駁說，科學家們的眼睛讓奧斯特（電磁學的）的經驗給蒙住了，所以他們只會用“磁場由電流產生”的理論去解釋，而想不到還有別的解釋。但是，塞貝克自己卻難以解釋這樣一個事實：如果將電路切斷，溫度梯度并未在導線周圍產生磁場。所以，多數人都認可熱電效應的觀點，后來也就這樣被確定下來了。

塞貝克效應發現之后，人們就為它找到了應用場所。利用塞貝克效應，可制成溫差電偶（thermocouple，即熱電偶）來測量溫度。只要選用適當的金屬作熱電偶材料，就可輕易測量到從－180℃到＋2000℃的溫度，如此寬泛的測量范圍，令酒精或水銀溫度計。現在，通過采用鉑和鉑合金制作的熱電偶溫度計，甚至可以測量高達＋2800℃的溫度！

熱電偶的兩種不同金屬線焊接在一起后形成兩個結點，環路電壓VOUT為熱結點結電壓與冷結點（參考結點）結電壓之差。因為VH和VC是由兩個結的溫度差產生的，也就是說VOUT是溫差的函數。比例因數α對應于電壓差與溫差之比，稱為Seebeck系數。