Thermo-elektrische materialen zijn al sinds de 19e eeuw bekend. In 1834 ontdekte de Franse natuurkundige Jean Peltier dat er warmte wordt getransporteerd van de overgang tussen twee metalen wanneer er een elektrische stroom vloeit door het grensvlak. Het grote voordeel van Peltier elementen is dat er geen bewegende delen of vloeistoffen in zitten, waardoor het onderhoudsarm en stil is. Nadeel is het lage rendement (<10%) van deze materialen.
Grootste uitdaging is het vinden van het juiste materiaal: goede elektrische geleiding in combinatie met slechte warmtegeleiding. Slechte warmtegeleiding is noodzakelijk om het temperatuurverschil tussen beide kanten te handhaven. Probleem is dat de meeste materialen die goed elektriciteit geleiden, eveneens goed warmte geleiden. Warmte wordt onder andere doorgegeven door elektronen, elektriciteit ook, dus daar valt niets te winnen. Warmte wordt ook doorgegeven door trillingen (fononen). Deze trillingen probeert men op nanoschaal te dempen. Ontwikkelingen in de nanotechnologie hebben aangetoond dat het mogelijk is om de efficiency van de thermo-elektrische materialen te verbeteren. Hierdoor kan meer elektriciteit worden opgewekt dan voorheen en wordt het Seebeck effect (energy harvesting) interessant.
Dit document beschrijft de eigenschappen en toepassingsmogelijkheden van thermo-elektrische materialen. Het document is opgeleverd in het project Innovatief Materialen Platform Twente (IMPT). In dit project heeft het IMPT 75 innovatieve materialen in kaart gebracht.  Met een tiental materialen is toegepast onderzoek gedaan, zodat ondernemers en ontwerpers weten of en hoe zij deze kunnen toepassen.