熱電材料的種類繁多，涵蓋了多種化合物如PbTe、ZnSb、SiGe、AgSbTe2、GeTe、CeS等，以及一些Ⅱ-V族材料。其中，Ⅱ-Ⅵ族和V-Ⅵ族化合物及固溶體的種類已達上百種。根據工作溫度的不同，熱電材料主要分為四類：

• 低溫材料，如Bi2Te3及其合金，工作溫度約為200℃，常用于溫差致冷、小型溫差發電機（如心臟起搏器）和級聯發電機的低溫段。這類材料的轉換效率一般在3%到4%之間，Bi2Te3表現出最佳性能。




• 中溫材料，如PbTe、GeTe、AgSbTe2等，工作溫度在500到600℃。PbTe應用廣泛，制備工藝成熟，可用于溫差致冷和溫差發電機。AgSbTe3因其低的晶格熱導率前景看好。




• 高溫材料，如SiGe、MnSi2、CeS等，工作溫度在900到1000℃，SiGe合金表現出優異的機械強度和寬廣的工作溫度范圍，理論轉換效率可達10%。




• 液態材料，如Cu2s·Cu8Te2S，用于極高溫度的熱源，目前處于研究階段。

按功能劃分，熱電材料可分為：

1. 溫差發電材料，如ZnSb、PbTe、GeTe、SiGe等合金，其優勢在于無噪聲、高可靠性、維修方便和可全天候工作，可用于替代電池，熱源可選煤油、石油氣或放射性同位素。




2. 溫差致冷材料，主要由鉍、銻、硒、碲組成，如Bi2Te3、Sb2Te3等，常用于半導體致冷器，通過排列成陣或級聯式致冷電堆，能夠達到低溫致冷效果，但效率和產冷量隨溫度降低而下降。