半導(dǎo)體制冷又稱溫差電制冷或熱電制冷。它與壓縮式、吸收式等機械制冷在原理和設(shè)備方面均不同。半導(dǎo)體制冷是利用特種半導(dǎo)體材料，制成制冷器件，通電后直接制冷，因此得名半導(dǎo)體制冷。
半導(dǎo)體制冷是利用泊爾帖效應(yīng)由兩種不同金屬組成的一對熱電偶，當(dāng)在熱電偶中通以直流電流時，將在電偶的不同結(jié)點處產(chǎn)生吸熱和放熱現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為珀爾帖效應(yīng)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，使半導(dǎo)體制冷技術(shù)進入一個嶄新的階段，使半導(dǎo)體材料珀爾帖效應(yīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
利用珀爾帖效應(yīng)制成的半導(dǎo)體制冷器的電偶。是由一種特制的N型和P型半導(dǎo)體組成的。N型半導(dǎo)體是靠電子導(dǎo)電的。而P型半導(dǎo)體是靠所謂“空穴”來導(dǎo)電的。
不論N型半導(dǎo)體中的自由電子，還是P型半導(dǎo)體中的空穴，它們都參與導(dǎo)電，統(tǒng)稱為“載流子”。由“載流子”導(dǎo)電的現(xiàn)象，是半導(dǎo)體所特有的。
半導(dǎo)體制冷原理是把一個P型半導(dǎo)體和一個N型半導(dǎo)體，用銅連接片焊接而成電偶對，當(dāng)直流電流從N型半導(dǎo)體流向P型半導(dǎo)體時，則在2、3端的銅連接片上產(chǎn)生吸熱現(xiàn)象，此端稱為冷端;而在1、4端的銅連接片上產(chǎn)生放熱現(xiàn)象，此端稱為熱端。如果電流方向反過來，則冷、熱端將互換。
當(dāng)這個制冷器件中通入一定數(shù)量的直流電時，冷端會逐漸冷卻下來，并出現(xiàn)結(jié)霜;而熱端的溫度逐漸升高，并向周圍環(huán)境放熱。載流子在金屬和半導(dǎo)體中的勢能大小是不同的，所以載流子在流過結(jié)點時，必然會引起能量的傳遞。
