باتری‌ اتمی با وجود پرهزینه بودن و دشواری فرایند ساخت، دارای کاربردهای زیادی در صنایع فضایی و پزشکی است.

اصطلاحاتی از قبیل باتری اتمی، باتری هسته‌ای، باتری تریتیومی و ژنراتور رادیوایزوتوپ، همگی برای توصیف یک دستگاه مشخص به‌ کار می‌روند؛ دستگاهی که از واپاشی ایزوتوپ‌های رادیواکتیو برای تولید برق استفاده می‌کند. این سیستم‌ها همانند راکتورهای هسته‌ای از انرژی اتمی برق تولید می‌کنند؛ اما با همدیگر تفاوت‌هایی دارند و از واکنش زنجیره‌ای همانندی استفاده نمی‌کنند. باتری‌های اتمی در مقایسه با باتری‌های دیگر بسیار پرهزینه هستند؛ اما در کنار هزینه‌ی ساخت و نگه‌داری بالا نباید از عمر طولانی و تراکم انرژی بالای باتری‌های اتمی به‌راحتی عبور کنیم. این ویژگی‌ها در واقع همان دلیلی است که آن‌ها را به‌عنوان یک منبع انرژی مناسب برای تجهیزاتی تبدیل می‌کند که باید برای مدت‌های طولانی به‌دور از نظارت و وارسی نزدیک باشند؛ از جمله‌ی این تجهیزات می‌توانیم به فضاپیماها، ضربان‌سازهای قلب، سیستم‌های زیر آب و ایستگاه‌های علمی خودکار در نقاط دورافتاده‌ی کره‌ی خاکی اشاره کنیم.

به‌تازگی خبری هم در مورد ساخت این نوع باتری برای نخستین بار در ایران منتشر شد.

فناوری باتری هسته‌ای در سال ۱۹۱۳ برای نخستین بار پا به عرصه‌ گذاشت. در آن هنگام، دانشمندی به‌نام هنری موزی، نخستین سلول از این نوع را معرفی و تشریح کرد. این زمینه‌ی پژوهشی در سال‌های دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ میلادی با تلاش دانشمندان برای ساخت باتری‌ها و منابع توان مورد نیاز برای کار در فضا، مورد توجه بسیاری قرار گرفت. در سال ۱۹۵۴، کمپانی RCA که در زمینه‌ی تجهیزات الکتریکی فعالیت داشت، یک باتری کوچک اتمی را برای گیرنده‌های رادیویی کوچک و سمعک‌ها مورد بررسی قرار داد. از زمان شروع پژوهش و گسترش اولیه‌ی RCA در اوایل دهه ۱۹۵۰، انواع پرشماری از روش‌ها برای استخراج انرژی الکتریکی از منابع هسته‌ای طراحی شده‌اند. اصول علمی مرتبط با موضوع به‌خوبی شناخته شده است؛ اما فناوری پیشرفته‌ی جدید در مقیاس نانو و همچنین ورود نیمه‌هادی‌های جدید مبتنی بر نوار ممنوعه‌ی گسترده، به ایجاد دستگاه‌های جدید و خواص جالبی در مواد منتهی شده‌اند؛ مواردی که پیش‌تر در دسترس نبودند.

باتری‌هایی که از انرژی ناپیوسته‌ی رادیوایزوتوپ برای تأمین انرژی به‌مدت ۱۰ تا ۲۰ سال استفاده می‌کنند، در سطح بین‌المللی در حال توسعه هستند. تکنیک‌های موجود در تبدیل انرژی باتری‌های اتمی را می‌توان به دو نوع اصلی تقسیم کرد: روش‌های حرارتی و غیر حرارتی. تبدیل‌کننده‌های حرارتی که توان خروجی آن‌ها تابعی از وجود اختلاف (دیفرانسیل) درجه‌ی حرارت است، شامل ژنراتور ترموالکتریک و ترموژنیک هستند. تبدیل‌کننده‌های غیر حرارتی هم که توان خروجی آن‌ها تابعی از اختلاف دما نیست، مقدار کمی از انرژی فرایند کلی را مصرف می‌کنند؛ زیرا در آن‌ها به‌جای به حرکت در آوردن الکترون‌ها در یک چرخه، انرژی یادشده به‌صورت گرمایی تحلیل می‌رود. باتری‌های اتمی معمولا دارای بازدهی یک‌دهم تا ۵ درصد هستند. راندمان انواع پربازده‌تر آن‌ها باعنوان بتولیتایکا ۶ تا ۸ درصد است.