Thermosäulen funktionieren als Sensoren oder Generatoren.
Als Sensor wird die Thermosäule dazu verwendet, eine relativ niedrige Temperatur festzustellen (verglichen mit den normalen Thermoelement-Vorgängen). Einsatzmöglichkeiten für Thermosäulen-Sensoren umfassen Geräte wie Mikrowellenöfen, Wäschetrockner, medizinische Geräte, den Fahrzeugbereich (Auto-Klimatisierung, Sitzbelegung, Totwinkelassistent, Glatteis-Feststellung), Konsumgüter (Drucker, Kopiergeräte, Mobiltelefone) und viele andere Anwendungen.
Ein Thermosäulengenerator erzeugt aus Wärme elektrische Energie. Eine typische Anwendung ist der Flammenwächter. In einem Gas-Wassererhitzer, Gaskamin oder Gasherd erzeugt ein Thermosäulengenerator Spannung, während eine Zündflamme entzündet ist. Erlischt die Zündflamme, löst der Spannungsabfall das Schließen des Ventils aus, das die Gaszufuhr zum Gerät unterbricht.