O livro trata da contribuição de cálculos e previsões teóricas no desenvolvimento de termoeléctricos avançados de alto desempenho. O trabalho tem sido cada vez mais significativo e tem orientado com sucesso as experiências para compreender e alcançar resultados recorde. Nesta revisão, os recentes desenvolvimentos em materiais termoeléctricos nanoestruturados de alto desempenho são discutidos do ponto de vista dos cálculos teóricos. Uma estratégia emergente eficaz para aumentar o desempenho termoelétrico envolve a minimização da dispersão de electrões e a maximização da dispersão de fões portadores de calor em muitas escalas de comprimento. Apresentamos várias estratégias importantes e exemplos-chave que realçam as contribuições dos cálculos baseados nos primeiros princípios na revelação das relações intrincadas mas tratáveis para esta otimização sinérgica do desempenho termoelétrico.