En termisk omvandlare, även känd som en termoelementomvandlare eller en termoelektrisk generator, är en elektronisk enhet som kan omvandla värmeenergi till elektrisk energi. Även om det finns flera typer av termiska omvandlare är de alla baserade på Seebeck-effekten. Seebeck-effekten är ett fenomen där temperaturskillnader kan utnyttjas för att generera en elektrisk ström. Det upptäcktes först av Thomas Johann Seebeck 1826, när han observerade att två olika metaller kan generera en elektrisk laddning så länge som kopplingspunkterna för de två metallerna är vid olika temperaturer. Det har sedan visat sig att den termoelektriska effekten som genereras av dessa omständigheter ökar när skillnaden i temperatur gör det.
En vanlig missuppfattning är att en termisk omvandlare är samma sak som en värmemotor. En värmemotor omvandlar temperaturskillnader till mekanisk effekt, medan en termisk omvandlare omvandlar temperaturskillnader direkt till elektrisk energi. Även om värmemotorer ofta är mer effektiva än värmeomvandlare, kan värmeomvandlare vara att föredra i vissa situationer eftersom de är mindre och mer kompakta än de flesta värmemotorer. Den viktigaste skillnaden mellan termiska omvandlare och värmemotorer är att, till skillnad från de flesta generatorer, har en termisk omvandlare i allmänhet inga rörliga delar, med undantag för en eventuell kylfläkt.
Termiska omvandlare kan användas i ett antal olika situationer. Förutom att de används för att ersätta värmemotorer, bedrivs forskning också för att utnyttja användningen av spillvärme från förbränningsmotorer, som de som används i bilar och flygplan. Om detta kan göras kan bränsleeffektiviteten för dessa maskiner ökas med en ganska stor mängd. Termiska omvandlare används också i långtgående rymdsonder för att generera en konstant elektrisk kraftkälla.
Det finns dock vissa problem med användning av termisk omvandlare. Till exempel ger omvandlarna vanligtvis bara 5-10% verkningsgrad om inte spänningen höjs avsevärt. För att skapa en tillräckligt stor effekt för att den termiska omvandlaren ska kunna konkurrera med effektiviteten hos en förbränningsmotor, måste antalet olika element som används för att generera den elektriska strömmen ökas. Slutresultatet är att den termiska omvandlaren blir för stor för att vara effektiv. Forskning görs dock för att öka den generativa kapaciteten hos termiska omvandlare, så med tiden kan dessa temperaturskillnader utnyttjas mer effektivt utan att göra dem så stora att de förlorar sin effektivitet.