塞貝克效應（Seebeck effect）又稱作第一熱電效應，是指由于兩種不同電導體或半導體的溫度差異而引起兩種物質間的電壓差的熱電現象。一般規定熱電勢方向為：在熱端電子由負流向正。
熱電現象：在兩種金屬A和B組成的回路中，如果使兩個接觸點的溫度不同，則在回路中將出現電流，稱為熱電流。相應的電動勢稱為熱電勢，其方向取決于溫度梯度的方向。
塞貝克效應的成因可以簡單解釋為在溫度梯度下導體內的載流子從熱端向冷端運動，并在冷端堆積，從而在材料內部形成電勢差，同時在該電勢差作用下產生一個反向電荷流，當熱運動的電荷流與內部電場達到動態平衡時，半導體兩端形成穩定的溫差電動勢。半導體的溫差電動勢較大，可用作溫差發電器。

原理分析
產生Seebeck效應的機理，對于半導體和金屬是不相同的。
半導體效應
產生Seebeck 塞貝克效應的主要原因是熱端的載流子往冷端擴散的結果。例如p型半導體，由于其熱端空穴的濃度較高，則空穴便從高溫端向低溫端擴散；在開路情況下，就在p型半導體的兩端形成空間電荷（熱端有負電荷，冷端有正電荷），同時在半導體內部出現電場；當擴散作用與電場的漂移作用相互抵消時，即達到穩定狀態，在半導體的兩端就出現了由于溫度梯度所引起的電動勢——溫差電動勢。自然，n型半導體的溫差電動勢的方向是從低溫端指向高溫端（Seebeck系數為負），相反，p型半導體的溫差電動勢的方向是高溫端指向低溫端（Seebeck系數為正），因此利用溫差電動勢的方向即可判斷半導體的導電類型。
可見，在有溫度差的半導體中，即存在電場，因此這時半導體的能帶是傾斜的，并且其中的Fermi能級也是傾斜的；兩端Fermi能級的差就等于溫差電動勢。
實際上，影響Seebeck效應的因素還有兩個：
第一個因素是載流子的能量和速度。因為熱端和冷端的載流子能量不同，這實際上就反映了半導體Fermi能級在兩端存在差異，因此這種作用也會對溫差電動勢造成影響——增強Seebeck效應。
第二個因素是聲子。因為熱端的聲子數多于冷端，則聲子也將要從高溫端向低溫端擴散，并在擴散過程中可與載流子碰撞、把能量傳遞給載流子，從而加速了載流子的運動——聲子牽引，這種作用會增加載流子在冷端的積累、增強Seebeck效應。
半導體的Seebeck效應較顯著。一般，半導體的Seebeck系數為數百μV/K，這要比金屬的高得多。
金屬效應
因為金屬的載流子濃度和Fermi能級的位置基本上都不隨溫度而變化，所以金屬的Seebeck效應必然很小，一般Seebeck系數為0～10μV/K。
雖然金屬的Seebeck效應很小，但是在一定條件下還是可觀的；實際上，利用金屬Seebeck效應來檢測高溫的金屬熱電偶就是一種常用的元件。
產生金屬Seebeck效應的機理較為復雜，可從兩個方面來分析：
①電子從熱端向冷端的擴散。然而這里的擴散不是濃度梯度（因為金屬中的電子濃度與溫度無關）所引起的，而是熱端的電子具有更高的能量和速度所造成的。顯然，如果這種作用是主要的，則這樣產生的Seebeck效應的系數應該為負。
②電子自由程的影響。因為金屬中雖然存在許多自由電子，但對導電有貢獻的卻主要是Fermi能級附近2kT范圍內的所謂傳導電子。而這些電子的平均自由程與遭受散射（聲子散射、雜質和缺陷散射）的狀況和能態密度隨能量的變化情況有關。
如果熱端電子的平均自由程是隨著電子能量的增加而增大的話，那么熱端的電子將由于一方面具有較大的能量，另一方面又具有較大的平均自由程，則熱端電子向冷端的輸運則是主要的過程，從而將產生Seebeck系數為負的Seebeck效應；金屬Al、Mg、Pd、Pt等即如此。
相反，如果熱端電子的平均自由程是隨著電子能量的增加而減小的話，那么熱端的電子雖然具有較大的能量，但是它們的平均自由程卻很小，因此電子的輸運將主要是從冷端向熱端的輸運，從而將產生Seebeck系數為正的Seebeck效應；金屬Cu、Au、Li等即如此。塞貝克效應電勢差的計算公式：

  與 分別為兩種材料的塞貝克系數。如果 與不隨溫度的變化而變化，上式即可表示成如下形式：

塞貝克后來還對一些金屬材料做出了測量，并對35種金屬排成一個序列（即Bi-Ni-Co-Pd-U-Cu-Mn-Ti-Hg-Pb-Sn-Cr-Mo-Rb-Ir-Au-Ag-Zn-W-Cd-Fe-As-Sb-Te-……），并指出，當序列中的任意兩種金屬構成閉合回路時，電流將從排序較前的金屬經熱接頭流向排序較后的金屬。