人类在探索外部空间领域时主要使用的是太阳能，但在太阳光很弱或者没有太阳光的时候，就需要使用其他电源，并且对电源要求特别苛刻。既要重量轻、体积小，又要能经受如强烈的震动等极端环境，而且还要求电池寿命长，普通燃料电池或化学电池难以兼顾，因此，核电池的出现为人类外部空间探索解决了一个大难题。

早在1969年第一次成功登上月球的阿波罗十一号飞船上，便有两个放射性同位素装置，那时还只是作为热源，供飞船在月球上过夜时取暖用。阿波罗十二号飞船首次装载了核电池 SNAP-27A，能提供60W以上的电力，寿命远远超过设计时的一年，但重量只有31千克。在之后发射的阿波罗十四、十五、十六、十七等飞船上也都相继携带了核电池。与此同时，气象卫星上、飞往火星和木星的探测卫星上也都安装了核电池。2008年，我国终于有了自己的核电池，以钚-238为燃料。在2013年12月2日发射的“嫦娥三号”月球探测器上，携带了我国自主研发的核电池。

实际上，除了外太空，在缺乏阳光的深海中，太阳能电池也根本派不上用场，而燃料电池或者化学电池使用寿命短、维护成本高，于是此处便也成为了核电池的用武之地。