Le termopile funzionano come sensori o generatori.
Come sensore, la termopila viene utilizzata per determinare una temperatura relativamente bassa (rispetto alle normali operazioni della termocoppia). Le possibili applicazioni dei sensori a termopila includono dispositivi come forni a microonde, asciugatrici, dispositivi medici, settore automobilistico (aria condizionata per auto, sensori di presenza dei sedili, assistenza per punti ciechi, rilevamento di congelamento della superficie stradale), prodotti di consumo (stampanti, fotocopiatrici, telefoni cellulari) e molte altre applicazioni.
Un generatore a termopila genera energia elettrica dal calore. Un'applicazione tipica sono i sensori di presenza fiamma. In uno scaldabagno a gas, un caminetto a gas o una stufa a gas un generatore di termopila produce tensione quando una fiamma pilota è accesa. Quando la fiamma pilota si spegne, la caduta di tensione fa scattare una valvola che interrompe l'alimentazione del gas all'apparecchio.