يعتمد مبدأ العمل الأساسي للوحة التسخين الكهربائية على التأثير الحراري الكهربائي، حيث يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية. تتولد الحرارة عندما يمر تيار كهربائي عبر مادة تسخين (مثل سلك التسخين أو كريستال الكربون أو ألياف الكربون). ويتم توصيل هذه الحرارة من خلال طبقة عازلة (مثل الميكا) إلى الغلاف الخارجي (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو السيراميك)، وبالتالي تسخين الجسم الموضوع عليها.
يمكن لبعض ألواح التسخين الكهربائية التي تستخدم مواد تسخين جديدة (مثل كريستال الكربون أو ألياف الكربون) تحقيق كفاءة تحويل حراري كهربائي تزيد عن 98%.