核电池，别名较多，也可称为放射性同位素电池、原子电池、原子能电池，是一种利用放射性元素自身衰变产生的能量进行发电的装置。核电池无需充电，结构简单、使用寿命长，工作时不易受外界条件影响，且能量密度高、功率大。
　　核电池主要有放射性同位素温差发电器、核反应堆温差发电器等类型，主要由热源、换能器、散热器等组成，热源的功能是利用放射性元素衰变产生热量，换能器的功能是将热能转化为电能。放射性同位素温差发电器英文简称RTG，功率较小；核反应堆温差发电器功率较大。
　　目前核电池主要应用于航天领域。航天器电能断供，其搭载的电子设备将无法工作，意味着航天器会与地球失去联系，且执行的任务无法正常完成。现阶段的航天器电池主要采用太阳能电池，由于太阳能便于采集、取之不尽、无污染，太阳能电池应用比例高。但深空探索时，在阳光照射不到的地方，太阳能电池应用受限，因此核电池受到关注。
　　核电池使用的同位素主要是锶-90（Sr-90）、钚-238（Pu-238）等，其中钚-238半衰期长，有80余年，目前航天领域主要采用以钚-238为材料制成的核电池。在全球范围内，美国、俄罗斯是两大核电池研制国家，美国的好奇号火星探测器、旅行者1号探测器、新地平线号探测器等都装备了核电池，俄罗斯（前苏联）发射了多颗核动力卫星。
　　除航天领域外，核电池还可以应用在深海、远洋等领域，在普通民用领域，核电池还可以作为动力电池用于汽车上，作为电源应用在医疗器械中，例如心脏起搏器。但核电池研制难度大、价格高昂、需要采取辐射屏蔽措施，此外还需要考虑若核电池损坏，会带来的放射性污染问题，因此除航天领域外核电池实际应用受限。
　　我国于20世纪70年代开始研制核电池，尽管我国核技术发展迅速，但核电池研究进展缓慢，应用核电池的航天器数量极少。我国嫦娥四号探测器搭载了核电池，由俄罗斯提供，其功率小、能量转化效率低，需要与太阳能电池搭配使用。未来我国核电池研制仍有较长道路要走。我国核电池相关研究机构主要有中科院上海应物所（原中科院上海原子核所）、中国原子能科学研究院等。