กระบวนการเทอร์โมอิเล็กทริกคือการแปลงความร้อนโดยตรงเป็นไฟฟ้าและกลับมาอีกครั้งในการทำความร้อนหรือการทำให้เย็นของวัตถุ วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกสามารถใช้ในการวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเปลี่ยนอุณหภูมิที่แท้จริงของวัตถุและสร้างประจุไฟฟ้าซึ่งสามารถนำมาใช้ในการสร้างพลังงาน ในปี 2554 วัสดุเทอร์โมอิเล็กตริกมีประสิทธิภาพไม่มากพอที่จะเป็นประโยชน์ แต่วิศวกรยานยนต์พยายามที่จะใช้เพื่อรวบรวมพลังงานความร้อนที่สูญเปล่าจากยานพาหนะและเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้งานได้ นักวิจัยพยายามเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกเพื่อให้ประหยัดมากขึ้นเพื่อที่จะสามารถนำไปใช้ในการสร้างตู้เย็นราคาถูกและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเครื่องปรับอากาศและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ต้องการการระบายความร้อน
กระบวนการเทอร์โมอิเล็กตริกเกิดขึ้นเนื่องจากผล Peltier ซึ่งเป็นการระบายความร้อนและความร้อนของรอยต่อตรงข้ามในวงจรไฟฟ้าที่มีสารกึ่งตัวนำที่แตกต่างกัน วัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกอาจถูกใช้เพื่อสร้างอุปกรณ์ระบายความร้อนหรือเพื่อทำความเย็น หนึ่งในวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันคือบิสมัทเทลลูไรด์ซึ่งเป็นสารประกอบราคาแพงที่มีราคาสูงถึง 1,000 ดอลลาร์สหรัฐ (USD) / ปอนด์ (2,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม) เมื่อเตรียมอย่างเหมาะสมวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกนี้จะสร้างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เชื่อถือได้ทุกที่ระหว่าง 14 ถึง 266 องศา F (-10 ถึง 130 องศาเซลเซียส) ระบบเทอร์โมอิเล็กทริกทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือและแม่นยำโดยไม่มีเสียงรบกวนจากระบบทำความร้อนความเย็นและระบบทำความเย็นและไม่มีคลอโรฟลูออโรคาร์บอนที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม (CFC)
หลายปีที่ผ่านมาองค์การการบินและอวกาศแห่งชาติ (NASA) ได้ควบคุมพลังของวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกให้กับหัววัดพลังงานอวกาศในที่ลึกสุดของอวกาศจนถึงดวงอาทิตย์ที่แผงโซลาร์ไม่มีประโยชน์ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการฝังวัสดุนิวเคลียร์ในเครื่องกำเนิดความร้อนไอโซโทปรังสีซึ่งการสลายตัวของรังสีจะผลิตพลังงานความร้อนซึ่งจะถูกแปลงเป็นไฟฟ้าเพื่อให้พลังงานแก่โพรบ นี่เป็นกระบวนการเดียวกับที่วิศวกรยานยนต์พยายามที่จะควบคุมจากความร้อนไอเสียของเครื่องยนต์รถยนต์ - ความร้อนซึ่งสามารถแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อให้พลังงานแก่รถยนต์
การวิจัยและพัฒนาวัสดุเทอร์โมอิเล็กทริกดำเนินการโดยศูนย์วิจัยพลังงานชายแดนที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ที่นั่นนักวิจัยและนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการค้นพบที่สำคัญบางอย่างเช่นการมีเพศสัมพันธ์ของความร้อนและโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ที่อุณหภูมิ จำกัด ความท้าทายในปัจจุบันในสาขานี้คือการระบุหรือสังเคราะห์วัสดุใหม่ที่ยังไม่ได้ค้นพบวัสดุที่มีความสามารถเทอร์โมอิเล็กทริกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ความก้าวหน้าในสาขานี้อาจช่วยให้การพัฒนาวัสดุที่ผลิตกระแสไฟฟ้าจากความร้อนเหลือทิ้งซึ่งเป็นโซลูชั่นพลังงานระดับโลกที่ยั่งยืน
