熱原電池是一種原電池，其中熱被用于提供電力直接。這些電池是電化學電池，其中兩個電極故意保持在不同的溫度下。該溫度差在電極之間產生電勢差。電極可以具有相同的成分，并且電解質溶液均勻。這些單元格通常是這種情況。這與原電池不同，在原電池中，不同組成的電極和/或溶液提供電動勢。只要電極之間存在溫差，電流就會流過電路。可以認為熱原電池類似于濃縮電池，但是它們不是利用反應物的濃度/壓力的差異運行，而是利用熱能“濃度”的差異。熱原電池的主要應用是從低溫熱源（廢熱和太陽能）發電。它們的能量效率很低，將熱量轉化為電能的效率在0.1％到1％的范圍內。

熱原電池是一種熱引擎。最終，它們背后的驅動力是熵從高溫源到低溫阱的傳輸。因此，這些電池的工作歸功于電池不同部分之間建立的熱梯度。由于化學反應的速率和焓直接取決于溫度，因此電極上不同的溫度意味著不同的化學平衡常數。這轉化為熱側和冷側不相等的化學平衡條件。熱電池試圖達到均質平衡，并在此過程中產生化學物質和電子的流動。電子流經電阻最小的路徑（外部電路），從而有可能從電池中提取能量。

根據它們的用途和性質，已經構造了不同的熱原電池。通常，它們根據每種特定類型的電池中使用的電解質進行分類。

在這些電池中，電極之間的電解質是某些鹽或親水化合物的水溶液。這些化合物的基本特性是它們必須能夠進行氧化還原反應，以便在電池運行過程中將電子從一個電極傳送到另一個電極。

電解質是不同于水的某種其他溶劑的溶液。像甲醇、丙酮、二甲基亞砜和二甲基甲酰胺這樣的溶劑已成功用于在硫酸銅上運行的熱原電池中。

在這種類型的熱電池中，電解質是某種熔點相對較低的鹽。它們的使用解決了兩個問題。一方面，電池的溫度范圍要大得多。這是一個優勢，因為這些電池在冷熱兩面之間的差異越大，產生的功率就越大。另一方面，液態鹽直接提供維持通過電池的電流所需的陰離子和陽離子。因此，由于熔融鹽本身就是電解質，因此不需要其他的載流化合物。典型的熱源溫度在600-900 K之間，但最高可達1730K。冷阱溫度在400-500 K范圍內。

已經考慮并構造了其中連接電極的電解質是離子材料的熱電池。與液體電解質相比，溫度范圍也有所提高。研究系統落在400-900 K.已用于構造thermogalvanic細胞有些固體離子材料的AgI，PBCL?₂和PbBr?₂。

鑒于熱原電池的工作機制所提供的優勢，它們的主要應用是在可用熱量過多的條件下發電。特別地，熱原電池在以下領域用于發電。

從該過程中收集的熱量產生蒸汽，可將其用于常規蒸汽輪機系統中以發電。與用于民用或商用建筑中的空氣或水加熱的低溫太陽能熱系統不同，這些太陽能熱電廠在高溫下運行，既需要集中的陽光，又需要較大的收集面積，因此摩洛哥沙漠是理想的選擇位置。

這是使用更廣泛的“光伏”技術從日光發電的一種替代方法。在光伏系統中，太陽光被光伏裝置（通常稱為太陽能電池）吸收，能量傳遞給材料中的電子，將太陽能直接轉化為電能。有時，太陽能熱發電和光伏發電被描述為競爭性技術，盡管在確定特定地點的發展方向時可能會如此，但通常它們是互補的，并盡可能廣泛地使用太陽能。