Термоэлектронная эмиссия играет важную роль в создании вакуума, так как позволяет обеспечить наличие свободных носителей заряда, необходимых для существования электрического тока в вакууме. 13

Вакуум является идеальным диэлектриком, поскольку в нём нет свободных носителей зарядов. 13 Термоэлектронная эмиссия обеспечивает эту концентрацию, когда нагретый металлический электрод испускает электроны, которые образуют вокруг него электронное облако. 25

На основе явления термоэлектронной эмиссии работают вакуумные приборы, такие как электронные лампы (вакуумный диод, электронно-лучевая трубка). 34