並進運動に関して熱平衡状態にあり、ボルツマン分布に従ったエネルギー分布関数をもつ電子。これと対比されるのが非熱的電子。厳密な熱平衡にない場合でも、高エネルギーでエネルギー分布関数が指数関数的に減少する場合、熱電子とみなされることがある。これに対し、非熱的電子のエネルギー分布はべき関数で近似されることが多い。これとは別に、熱せられた電極から放出される電子を指すこともある。熱的プラズマも参照。