工作原理
這一現象稱為珀耳帖效應，又稱熱-電效應。純金屬的熱-電效應很小，若用一個N型半導體和一個P型半導體代替金屬，效應就大得多。圖為半導體制冷的工作原理。接通電源後，上接點附近産生電子-空穴對，内能減小，溫度降低，向外界吸熱，稱為冷端。另一端因電子-空穴對複合，内能增加，溫度升高，并向環境放熱，稱為熱端。
一對半導體熱電元件所産生的溫差和冷量都很小，實用的半導體制冷器是由很多對熱電元件經并聯、串聯組合而成，也稱熱電堆。單級熱電堆可得到大約60℃的溫差，即冷端溫度可達-10～-20℃。增加熱電堆級數即可使兩端的溫差加大。但級數不宜過多，一般為2～3級。
在原理上，半導體制冷片是一個熱傳遞的工具。當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成的熱電偶對中有電流通過時，兩端之間就會産生熱量轉移，熱量就會從一端轉移到另一端，從而産生溫差形成冷熱端。
特點
半導體制冷器具有無噪聲、無振動、不需制冷劑、體積小、重量輕等特點，且工作可靠，操作簡便，易于進行冷量調節。但它的制冷系數較小，電耗量相對較大，故它主要用于耗冷量小和占地空間小的場合，如電子設備和無線電通信設備中某些元件的冷卻；有的也用于家用冰箱，但不經濟。半導體制冷器還可做成零點儀，用來保證熱電偶測溫中的零點溫度。
應用
半導體制冷器的用途很多，可用于制作便攜冷藏/保溫箱、冷熱飲水機等。也用于電子器件的散熱。
