热离子发射是金属或半导体表面电子具有热运动的动能足以克服表面势垒而产生的电子发射现象。金属或半导体向真空发射电子所需的最低能量称为逸出功或功函数，即表面势垒高度。在金属半导体接触界面同样存在热离子发射，此时所要克服的势垒由金属半导体接触势垒决定。