转换器比其他能量转换技术具有决定性的优势。1963年至1973年期间，美国、法国和德国开展了大量的热离子太空反应堆开发项目，1983年至1993年期间，美国恢复了重要的热离子核燃料元件开发计划。1967年至1988年间，前苏联将热离子动力系统与各种核反应堆(贝斯5型、托帕兹)结合使用，作为部分军事监视卫星的电源，更多详情参见宇宙954号。尽管随着美国和俄罗斯太空计划的削减，热离子反应堆使用的优先等级已降低，但热离子能量转换的研究和技术开发仍在继续。近年来推出了太阳能热离子太空电源系统的技术开发项目，