一百多年以前，珀爾帖就發現了兩種不同導體聯成的閉合環路，當在此環路中接入一直流電源時，一個焊接點的溫度降低成為吸熱端，另一個焊接點的溫度升高成為放熱端，如圖10.1.3所示，我們把這種現象叫做熱電制冷(致冷)和制熱(致熱)，或稱珀爾帖效應。半導體制冷器就是根據這一原理制成的。由于金屬的珀爾帖效應很弱，即各接點處吸熱和放熱的作用十分微弱，因而在制冷和制熱上沒有什么實用價值。真正被得到應用還是在半導體技術得到發展以后，這是因為半導體材料的珀爾帖效應顯著。
半導體制冷原理如圖10.1.4所示。當一個P型半導體元件和一個N型半導體元件聯結成電偶時，若此電路接上直流電源，電流通過電偶時，就會發生圖10.1.4所示的能量轉移。電偶的一個接頭(即熱端)放出熱量，另一個接頭(即冷端)吸收熱量。若電源極性接反，則冷熱端就能互相變換，原來的冷端變為熱端，原來的熱端變為冷端。
每個半導體電偶所產生的電一熱效應較小，所以實用上都是將數十個這樣的電偶串聯而成，將冷端和熱端分別排在一起，組成電堆。半導體制冷的電冰箱就是把串聯后半導體冷端緊貼在吸熱器(蒸發器)平面上，置于箱體內制冷，熱端裝在箱體外背面用空氣或冷卻水冷卻。如圖10.1.5所示。
目前，半導體制冷技術在工業生產、醫療及國防等方面已得到應用。它的優點是:無噪音，設備體積小，操作方便，不需要大量的運行管理人員，便于溫度自動控制。缺點是:造價成本高，制冷效率低。
