यदि धन विभव को पर्याप्त अधिक बढ़ा दिया जाए तो निम्न ताप पर भी उत्सर्जन हो सकता है। इस प्रकार के उत्सर्जन को शीत उत्सर्जन कहते हैं। इस ठंडे उत्सर्जन के लिए 10,000 वोल्ट प्रति सेंटीमीटर के अभिक्षेत्र (फील्ड) की आवश्यकता होती है।

जैसा पहले ही बताया जा चुका है, टंग्स्टन, थोरियम युक्त टंग्सटन तथा आक्साइड लेपित उत्सर्जक ही प्राय: इस कार्य में प्रयुक्त होते हैं। इन उत्सर्जकों के निम्नांकित गुण हैं :

प्रायोगिक उत्सर्जक की आकृति
शीत उत्सर्जन (कोल्ड एमिशन)
उष्मायानिक धारा पर पट्टिक वोल्टता का प्रभाव
गौण (सेकंडरी) उत्सर्जन