Consiste in un anello di ottone recante venticinque elementi (coppie di antimonio e bismuto), con base e coperchio amovibili; il tutto forma una scatola cilindrica. Un'importante applicazione della pila termoelettrica fu quella di essere una sorgente costante di corrente elettrica, assai prima della realizzazione di elementi standard che potevano fornire delle tensioni di riferimento. Leopoldo Nobili, mentre sviluppava la pila termoelettrica come termometro differenziale per studiare il calore raggiante, elaborò anche questa versione per ottenere una corrente costante per il suo galvanometro differenziale. Lo strumento proviene dalle collezioni lorenesi.