光—热—电转换方式
利用太阳能集热器吸收太阳辐射的热能，将其转换成工质的蒸气。
蒸气驱动汽轮机旋转，汽轮机转子上的磁铁切割定子上的线圈，产生交流电。
光—电直接转换方式
利用光电效应，太阳能电池将太阳辐射能直接转换成电能。
热电效应
将两种不同材料的导体或半导体焊接成闭合回路，当两个接触点存在温差时，产生电动势，形成电流。
朗肯循环
利用过热蒸汽绝热膨胀输出机械功，机械能再转化为电能。
液态金属或热电偶/热离子方式
液态金属吸收反应堆热能变成蒸气推动汽轮发电机组发电。
热电偶或热离子方式发电，不需要高速汽轮机。
热离子换能法
利用热离子二极管完成能量转换，效率高于热电偶。
人工合成有机分子
使用人工合成的有机分子连接金属导体，产生热EDS效应，实现热能到电能的转换。
以上方法中，有些更适合于特定的环境和需求，例如太空核反应堆或需要长期稳定发电的场合。而传统火力发电和地热发电则是通过热能转换为机械能，再转换为电能