Термоэлектронной эмиссией называется испускание электронов нагретыми металлами.
Исследование закономерностей термоэлектронной эмиссии можно провести с помощью простейшей двух электродной лампы –диод.
Если поддерживать температуру накаленного катода постоянной и снять вольтамперную характеристику, то она не является линейной. В области малых положительных значений U описывается законом трех вторых — закон Богуславского-Ленгмюра:
,.где В—коэффициент, зависящий от формы и размеров электродов, взаимного расположения.
При увеличении анодного напряжения ток достигает насыщения. Это означает, что почти все электроны, покидающие катод достигают анода. Плотность тока насыщения характеризует эмиссионную способность материала катода. Плотность тока насыщения определяется формулой Ричардсона-Дешмана, выведенной на основе квантовой статистики: 
, где А— работа выхода электронов из катода. С — постоянная, одинаковая для всех металлов. Уменьшение А приводит к резкому увеличению плотности тока насыщения. Поэтому применяют оксидные катоды (покрытые оксидом щелочноземельного металла) работа выхода которых 1—1,5 эВ.
Явление термоэлектронной эмиссии используется в электронных лампах, рентгеновских трубках, электронных микроскопах, в радиотехнике, автоматике, телемеханике, для выпрямления переменного тока, усиления электрических сигналов, генерирования электромагнитных колебаний.
