Изобретение относится к области оптико-физических измерений и касается способа неразрушающего контроля качества теплового контакта термоэлектрического модуля. Контроль осуществляется путем определения наличия/отсутствия воздушных полостей в его структуре методом спектроскопической эллипсометрии. Способ включает в себя измерение спектров эллипсометрических параметров Ψ и Δ по площади термоэлектрического модуля. Количество точек измерения равно или кратно количеству термоэлементов в модуле. Далее производят анализ измеренных данных на основе эллипсометрической модели, включающей в себя слои металлического контакта термоэлемента, воздушного зазора, керамического теплопровода, теплопроводные слои, толщины и оптические константы данных слоев, определяют толщины слоев теплопроводного слоя, включающего пасту, эмаль или герметик, и воздушного зазора. По величинам полученных значений толщин делают вывод о степени качества теплового контакта, характеризуемой наличием/отсутствием воздушных полостей в локальных областях между керамическим теплопроводом и спаями термоэлемента. Технический результат заключается в обеспечении возможности контроля качества теплового контакта между керамическим теплопроводом и спаями термоэлектрической батареи.