سمي هذا التأثير نسبة للعالم الأنجليزي ويليام ثومسون ( لاحقا اللورد كلفن ) و هو يصف تسخين او تبريد موصل حامل للتيار مع تدرج درجة الحرارة . فأي موصل حامل للتيار له اختلاف في درجات الحرارة بين نقطتين سوف إما ان يمتص حرارة أو أن يشع حرارة و ذلك اعتمادتا على نوع المادة المكونة للموصل . فلو افترضنا تيارا كثافته J يمر من خلال موصل متجانس فإن الحرارة الناتجة لكل وحدة حجوم تساوي
q = ρ J2 − μJ dT/dx
حيث :
ρ المقاومة النوعية للمادة
dT /dx ميل درجة الحرارة على طول السلك
μ معامل ثومسون.
في الفلزات مثل الخارصين و النحاس، الذين لهما طرف ساخن عند الجهد العالي و نهاية باردة عند الجهد الأدنى، فإنه عندما ينتقل تيار من الطرف الأكثر سخونة إلى الطرف الأبرد، فإنه ينتقل من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض، أي أن هناك ارتفاع في درجة الحرارة. عندما ينتقل من الطرف الأبرد إلى الطرف الأكثر سخونة، فإن هناك إمتصاص للطاقة. و هذا يعرف بتأثير ثومسون الإيجابي.
في فلزات مثل الكوبالت، النيكل، و الحديد، التي عندها طرف أبرد عند الجهد العالي و طرف أكثر سخونة عند الجهد المنخفض، فإن عندما ينتقل تيار من الطرف الأكثر سخونة إلى الطرف الأكثر برودة ، فإنه في هذه الحالة ينتقل من الجهد الأدنى إلى الجهد الأعلى، أي أنه يحدث إمتصاص للطاقة. و عندما ينتقل من الطرف الأبرد إلى الطرف الأكثر سخونه ، فإنه يحدث اطلاق للحرارة. و هذا يعرف بتأثير ثومسون السلبي.
