Los crecientes retos de la sostenibilidad energética, sobre todo en aplicaciones con acceso limitado a fuentes de energía convencionales, han despertado el interés por las pilas nucleares como alternativa viable y duradera. Esta revisión presenta un análisis exhaustivo de las baterías nucleares, sus fuentes de energía, componentes de diseño y mecanismos de conversión de energía. Las baterías nucleares obtienen su energía de radioisótopos y, debido a su durabilidad y alta densidad energética, ofrecen una gama de aplicaciones que van desde la exploración espacial a los dispositivos médicos. El estudio clasifica diversos materiales radiactivos en función del tipo de emisión, la vida útil y la densidad energética, y explora su impacto en el rendimiento y la longevidad de las baterías. Los mecanismos de conversión de energía, como la generación de pares de iones, los efectos termoeléctricos y los sistemas mediados por fotones, se analizan en función de su eficacia e idoneidad para diversas aplicaciones. Además, se discuten los materiales de blindaje, como aleaciones y polímeros, esenciales para la seguridad en diversos entornos, y se examinan los modelos de evaluación de riesgos para garantizar la seguridad operativa. Concluyendo con ejemplos prácticos, esta revisión destaca el papel transformador de las baterías nucleares en campos como la ciencia espacial, la medicina y la industria, y las sitúa como esenciales para alimentar las tecnologías del futuro.