像常规的双极晶体管是依靠电子和空穴来工作的一样，热电子晶体管是依靠冷电子（与晶格热平衡的电子）和热电子来工作的。冷电子提供器件中不同层的电导，热电子携带输入信息，并使之在器件中放大。