原子電池是將原子核放射能直接轉變為電能的裝置。常用原子電池結構和太陽能電池相同，利用射到半導體上的帶電粒子能量，使內部部分束縛電子受激發而導電，從而輸送電能。有的原子電池則利用帶電粒子在兩電極間的定向運動，來產生通過外電路的電流。此外，尚有利用光電效應、次級電子效應、溫差電現象等原理而制成的。