Các thiết bị nhiệt điện được thiết kế để khai thác một định luật vật lý đơn giản: năng lượng nhiệt di chuyển từ vùng nóng hơn đến vùng lạnh hơn. Trong thiết bị này,áttriểnmáyphátđiệnnhiệtđiệnlấynănglượngtừnhiệtđộphòkết quả tỉ số ngoại hạng anh các electron di chuyển từ bề mặt ấm hơn đến bề mặt lạnh hơn, tạo ra dòng điện. Về mặt lý thuyết, máy phát nhiệt điện, vật liệu và sơn có thể tạo ra điện từ sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ trong động cơ, nhà máy điện, thậm chí là nhiệt cơ thể.
Thông thường, độ dốc nhiệt độ càng lớn thì máy phát nhiệt điện càng tốt, nhưng hiện nay các nhà khoa học từ Đại học Kyushu ở Nhật Bản đã tìm ra cách khai thác nguồn năng lượng tương đối thấp có sẵn ở nhiệt độ phòng mà không cần độ dốc nhiệt độ nào cả.
