Pioneer program
熱電素子は可動部分が存在しないため、長寿命でかつ長期にわたって保守作業を必要としないという特長がある。これは人工衛星の電源として極めて重要な特性であるため、1960年代から米国と旧ソ連により宇宙探査衛星用電源目的のための研究が行われてきた。その結果、自発核分裂で生じたα線粒子の吸収によって発生する熱エネルギーを熱電素子によって電力に変換する原子力電池が実用化され、多くの人工衛星用電源として使用された。現在その用途の多くは太陽電池に置き換えられたが、太陽からの光エネルギーが少なく太陽電池が利用できない木星より外側を探査するパイオニア計画やボイジャー計画、火星で夜間も活動する火星探査機キュリオシティなどの衛星では現在でも使用されている。この人工衛星用に開発された原子力電池は送電線や他の機器を必要としないなどの利点から、かつて灯台など遠隔地での発電装置（放射性同位体熱電気転換器参照の事）として用いられた。また、赤軍パルチザンが焚き火を熱源として飯盒から無線通信機の電源をとった例や、家庭用では油灯の熱をラジオ用電源とした例もある。しかし、ディーゼルエンジンなどの発電機が故障も少なく安価で入手できるようになるとそれらの用途の熱電発電を置き換え、現在地上での用途は一部の軍用目的以外消滅した。