熱電發電機 (TEG)，也稱為塞貝克發電機，是一種固態設備，可通過稱為塞貝克效應（熱電效應的一種形式）的現象將熱通量（溫差）直接轉化為電能。 熱傳發電機的功能類似于熱力發動機，但體積較小且沒有活動部件。 然而，TEG 通常更昂貴且效率更低。

熱傳發電機可用于發電廠將廢熱轉化為額外的電能，也可用于汽車作為汽車熱電發電機 (ATG) 以提高燃油效率。 放射性同位素熱電發電機使用放射性同位素產生所需的溫差，為太空探測器提供動力。

1821年，Thomas Johann Seebeck發現兩種不同的導電材料（具有電磁特性）之間形成的熱梯度可以產生電能。 熱電效應的核心是導電材料中的溫度梯度導致熱流。 這導致電荷載流子的擴散。 熱區和冷區之間的電荷載流子流動又產生電壓差。 1834 年，讓·查爾斯·阿瑟納斯·珀爾帖 (Jean Charles Athanase Peltier) 發現了相反的效果，即在兩個不同導體的連接處運行電流，根據電流的方向，可以使其充當加熱器或冷卻器。

TEG 的典型效率約為 5–8%。 較舊的設備使用雙金屬結并且體積龐大。 最近的設備使用由碲化鉍 (Bi2Te3)、碲化鉛 (PbTe)、氧化鈣錳 (Ca2Mn3O8) 或它們的組合制成的高摻雜半導體，具體取決于應用溫度。 這些是固態設備，與發電機不同，它們沒有移動部件，偶爾會有風扇或泵來改善熱傳遞。 如果熱區在1273K左右，ZT值為3-4，效率約為33-37%； 允許 TEG 與某些熱機效率競爭。

熱電發電機由三個主要部分組成：熱電材料、熱電模塊和與熱源接口的熱電系統。

熱電材料通過將溫差轉化為電壓直接從熱量中產生能量。 這些材料必須同時具有高導電率 (σ) 和低導熱率 (κ) 才能成為良好的熱電材料。 導熱系數低可確保當一側變熱時，另一側保持低溫，這有助于在溫度梯度下產生大電壓。 塞貝克系數 (S) 給出了響應材料兩端溫差的電子流大小的量度。 給定材料產生熱電能的效率可通過其“品質因數”zT = S2σT/κ 簡單估算。

多年來，已知同時具有低導熱性和高功率因數的主要三種半導體是碲化鉍 (Bi2Te3)、碲化鉛 (PbTe) 和硅鍺 (SiGe)。 其中一些材料含有稀有元素，因此價格昂貴。

如今，可以使用納米技術降低半導體的熱導率，而不會影響其高電性能。 這可以通過在大塊半導體材料中創建納米級特征（例如粒子、線或界面）來實現。 然而，納米材料的制造過程仍然具有挑戰性。

熱傳引導發電機是全固態設備，不需要任何流體作為燃料或冷卻，因此它們不依賴于方向，可用于零重力或深海應用。 固態設計允許在惡劣環境中運行。 熱傳引導電機沒有活動部件，因此設備更可靠，無需長期維護。 耐久性和環境穩定性使熱電材料成為美國宇航局深空探索者在其他應用中的最愛。 在此類專業應用之外，熱電發電機的主要優勢之一是它們可以集成到現有技術中，通過利用廢熱產生可用電力來提高效率并減少對環境的影響。