物质受热放出电子的现象叫着热离子发射。因为金属中内的电子均被离子所吸引，如要使金属放出电子，必须给电子一些能量，也就是对金属加热，以摆脱这个吸收力，才可跳出金属的表面。这个现象和液体蒸发的现象相同。也可以用下列简单的公式来表示电子放出量与温度的关系： 式中，I代表放出电子的电流；qe为电子的电量；n为电子的数目；v为电子的速度；Va为在金属中每一电子的体积；ф为金属的功函数；k为波子曼常数；T代表绝对温度。热离子发射效应广泛使用在真空管内，管内有一个热钨丝为电子源，和一个带正电的平板来吸引电子。当灯丝加热时，就可以观察到电的流动。这就是热离子发射效应的证明。