Неки неметални термопарови су под утицајем релативне количине компоненти, нечистоћа и метода припреме. Када се упореде узорци материјала из различитих извора, велике разлике у стопама термоелектричног потенцијала су и даље уобичајене. Међутим, ситуација генерално није тако озбиљна као код графита, јер се довољно стабилна микроструктура може добити без дуготрајне топлотне обраде на високим температурама.
Обично су неметални термопарови крти и имају слабу затезну чврстоћу. Стога је стварни неметални термоелемент обично дебела, гломазна комбинована шипка или сонда. Најчешћи дизајн је да се направи штап од једног материјала и убаци у цев од другог материјала. Додајте иглу на врући спој где су два материјала у контакту. Простор између шипке и цеви може бити празан, или испуњен изолационим материјалом, или испуњен прстенастим заптивкама. Хладни крај сонде може бити хлађен ваздухом или водом. У неким случајевима, одговарајућа продужна жица се може користити из стомака да води до уобичајене референтне тачке. У зависности од материјала и потребне дужине, можда је могуће дизајнирати ову врсту сонде мање величине. У случају графита, могуће је дизајнирати неке посебне уређаје, као што су термопарови од филаментног графита. Неки људи су користили неметалне термопарове танког филма. Користи се исти општи поступак који се користи за припрему танкослојних термопарова од других материјала.
