Преобразование тепла в электричество происходит с помощью разных механизмов в зависимости от типа преобразователя.

В термоэлектрических генераторах для получения электричества используют эффект Зеебека. 13 Он заключается в появлении электродвижущей силы в замкнутой цепи из двух разнородных материалов, если места контактов поддерживаются при разных температурах. 3 Это связано с тем, что энергии свободных электронов или дырок в полупроводниковом материале зависят от температуры. 3 В местах контактов различных материалов заряды переходят от проводника, где они имели более высокую энергию, в проводник с меньшей энергией зарядов. 3

Термоэмиссионные преобразователи работают на основе эффекта термоэлектронной эмиссии. 3 Преобразователь состоит из двух электродов: катода, нагреваемого до высокой температуры, и анода, от которого отводится теплота холодному источнику. 3 Электроны при высокой температуре катода начинают эмиссировать в межэлектродное пространство по направлению к аноду. 3 Количество энергии выхода при эмиссии электронов с катода больше выделяемой при оседании электронов на холодном аноде. 3 Эту разницу в энергии используют во внешней цепи и тем самым превращают теплоту в электричество. 3

Термоэлектронные преобразователи преобразуют тепло непосредственно в электричество с использованием термоэлектронной эмиссии. 4 Устройство имеет два электрода: один нагревается до высокой температуры, другой, коллектор, работает при значительно более низкой температуре. 4 Пространство между электродами иногда представляет собой вакуум, но обычно заполнено паром или газом низкого давления. 4 Часть тепловой энергии, которая подаётся для высвобождения электронов, преобразуется непосредственно в электрическую энергию, в то время как часть тепловой энергии нагревает коллектор и должна быть удалена. 4