熱電發電機（TEG），也被稱為塞貝克發生器，是一種固態器件，其將加熱通量（溫度差）直接轉化為電能通過被稱為現象塞貝克效應（一種形式的熱電效應）。熱電發電機的功能類似于熱機，但體積較小，沒有活動部件。但是，TEG通常更昂貴且效率更低。

熱電發電機可用于發電廠將廢熱轉化為額外的電力，并在汽車中用作汽車熱電發電機（ATG）以提高燃料效率。放射性同位素熱電發生器使用放射性同位素產生所需的熱量差，從而為空間探測器供電。

熱電發電機具有多種應用。通常，熱電發電機用于低功率遠程應用，或無法使用體積較大但效率更高的熱機（例如斯特林發動機）的場合。與熱機不同，固態通常用于執行熱能到電能轉換的電氣部件沒有運動部件。熱能到電能的轉換可以使用不需要維護，固有地具有高可靠性的組件來執行，并且可以用于構建使用壽命長的發電機。這使得熱電發電機非常適合在偏遠無人居住或人跡罕至的位置（例如山頂、太空真空或深海）中具有低至中等功率需求的設備。

• 常見的應用是在燃氣管道上使用熱電發電機。例如，用于陰極保護，無線電通信和其他遙測。在功率消耗高達5 kW的天然氣管道上，熱發電機優于其他電源。天然氣管道發電機的制造商是Gentherm Global Power Technologies（以前稱為Global Thermoelectric）（加拿大卡爾加里）和TELGEN（俄羅斯）。
• 熱電發電機主要用作無人值守的遠程和離網發電機。在沒有運動部件（因此幾乎無需維護），晝夜工作，在所有天氣條件下都能正常運行且無需電池備用的情況下，它們是最可靠的發電機。盡管在偏遠地區也可以使用太陽能光伏系統，但是太陽能光伏可能不是適合太陽輻射較低的解決方案，即緯度較高的地區有雪或沒有陽光、云層或樹冠覆蓋的區域、多塵的沙漠、森林等
• Gentherm Global Power Technologies（GPT）前身為Global Thermoelectric（Canada），擁有混合式Solar-TEG解決方案，其中熱電發電機支持Solar-PV，因此，如果Solar Panel掉電并且備用電池后備電池進入深度放電狀態，則傳感器啟動TEG作為備用電源，直到太陽能再次啟動。TEG熱可以由丙烷或天然氣作為燃料的低壓火焰產生。
• 許多太空探測器，包括“?火星好奇號?”?火星探測器，都通過使用放射性同位素熱電發生器來發電，該放射性同位素熱電發生器的熱源是放射性元素。
• 汽車和其他汽車會產生廢熱（在廢氣和冷卻劑中）。使用熱電發電機收集熱能可以提高汽車的燃油效率。已經對熱電發電機進行了研究，以取代汽車中的交流發電機，這表明油耗降低了3.45％，每年可節省數十億美元。未來改進的預測是混合動力汽車的行駛里程最多可增加10％。有人指出，汽油發動機的潛在節能潛力可能比柴油發動機更高。
• 除汽車外，許多其他地方也會產生廢熱，例如工業過程和供暖（木爐、室外鍋爐、烹飪、油氣田、管道和遠程通訊塔）。
• 微處理器產生廢熱。研究人員已經考慮了其中的某些能量是否可以回收。
• 太陽能電池僅使用輻射的高頻部分，而浪費了低頻熱能。已經獲得了與太陽能電池串聯使用熱電裝置的多項專利。想法是提高組合的太陽能/熱電系統的效率，以將太陽輻射轉換成有用的電。
• 還已經研究了熱電發電機作為獨立的太陽能電池。熱電發電機的集成已直接集成到太陽能熱電池中，效率為4.6％。
• 位于馬里蘭州巴爾的摩的海事應用物理公司正在開發一種熱電發電機，利用冷海水與熱液噴口，熱滲漏或鉆探的地熱井釋放的熱流體之間的溫差在深海近海海床上產生電力。海洋地質和環境科學中使用的海洋觀測站和傳感器、海底礦物和能源開發人員以及軍事人員都需要一種高可靠性的海底電源。最近的研究發現，用于大型能源工廠的深海熱電發電機在經濟上也是可行的。
• 來自加拿大不列顛哥倫比亞省的安·馬科辛斯基（Ann Makosinski）開發了幾種設備，這些設備使用珀爾帖（Peltier）瓷磚來收集熱量，它們聲稱能夠產生足夠的電力來為LED燈供電或為玻璃充電。移動設備，盡管發明人承認LED燈的亮度與市場上的燈不具有競爭力。

除了效率低和成本相對較高外，在某些類型的應用中使用熱電設備還存在一些實際問題，這是由于相對較高的輸出電阻會增加自熱，而導熱系數也會相對較低，這使其不適用于有熱量的應用去除是至關重要的，就像從電子設備（例如微處理器）中去除熱量一樣。

• 高發電機輸出電阻：為了使電壓輸出水平達到數字電氣設備所需的范圍，一種常見的方法是在發電機模塊內串聯放置許多熱電元件。元件的電壓增加，但其輸出電阻也增加。的xxx功率傳輸定理決定了xxx功率被傳遞到負載時，源和負載電阻被相同地匹配。對于接近零歐姆的低阻抗負載，隨著發生器電阻的增加，傳遞給負載的功率會降低。為了降低輸出電阻，一些商用設備將更多的獨立元件并聯而更少的串聯，并采用升壓調節器將電壓升高至負載所需的電壓。
• 低熱導率：因為要從熱源（如數字微處理器）中傳輸熱能需要很高的熱導率，所以熱電發生器的低熱導率使其不適合回收熱量。
• 空氣的冷側除熱：在風冷熱電應用中，例如從汽車的曲軸箱中收集熱能時，必須散發到周圍空氣中的大量熱能提出了巨大的挑戰。隨著熱電發電機冷側溫度的升高，設備的差分工作溫度降低。隨著溫度升高，器件的電阻增加，從而導致寄生發電機自發熱更大。在機動車輛應用中，有時會使用輔助散熱器來改善散熱效果，盡管使用電動水泵循環冷卻液會增加發電機總輸出功率的寄生損耗。水冷卻熱電發電機的冷側，就像從舷內船馬達的熱曲軸箱產生熱電時一樣，不會遭受這個缺點。與空氣相比，水是一種更容易有效利用的冷卻劑。

盡管TEG技術已在軍事和航空航天應用中使用了數十年，但仍在開發新的TE材料和系統，以利用低溫或高溫廢熱發電，這將在不久的將來提供重大機遇。這些系統還可以擴展到任何大小，并降低運行和維護成本。

總的來說，對TEG技術的投資正在迅速增加。2015年，全球熱電發電機市場規模估計為3.2億美元。最近的一項研究估計，TEG預計到2021年將達到7.2億美元，增長率為14.5％。如今，北美已經占據了66％的市場份額，并且在不久的將來它將繼續成為xxx的市場。但是，亞太和歐洲國家預計將以相對較高的速度增長。一項研究發現，由于汽車行業對熱電發電機對提高整體燃料效率的高需求，亞太市場在2015年至2020年期間將以18.3％的復合年增長率（CAGR）增長。隨著該地區不斷發展的工業化。

小型熱電發電機也處于可穿戴技術研究的早期階段，以減少或替代充電并延長充電時間。最近的研究集中在尼龍基材上柔性無機熱電硒化銀的新開發。通過直接從人體收集能量以創建自供電設備，熱電代表了與可穿戴設備的特殊協同作用。一個項目是在尼龍膜上使用n型硒化銀。硒化銀是一種具有高電導率和低熱導率的窄帶隙半導體，非常適合熱電應用。

利用最新技術，低功率TEG或“亞瓦特”（即產生高達1瓦的峰值）市場是TEG市場的增長部分。主要應用是傳感器，低功耗應用以及更廣泛的全球物聯網應用。一家專業的市場研究公司表示，2014年已經發貨了100,000套，預計到2020年每年將達到900萬套。