熱電制冷（亦名溫差電制冷、半導體制冷或電子制冷）是以溫差電現象為基礎的制冷方法，它是利用“塞貝克”效應的逆反應一珀爾帖效應的原理達到制冷目的。
所謂塞貝克效應就是在兩種不問金屬組成的閉合線路中，如果保持兩接觸點的溫度不同，就會在兩接觸點間產生一個電勢差一接觸電動勢。同時閉合線路中就有電流流過，稱為溫差電流。反之，在兩種不同金屬組成的閉合線路中，若通以直流電，就會使一個接點變冷，一個變熱，這種現象稱為珀爾貼效應，亦稱溫差電現象。
由于半導體材料內部結構的特點，決定了它產生的溫差電現象比其他金屬要顯著得多，所以熱電制冷都采用半導體材料，故亦稱半導體制憐。
由一塊P型半導體和一塊N型半導體連接成的電偶，如圖3-37所示。當通以直流電流I時，P型半導體內載流子（空穴）和N型半導體內載流子（電子）在外電場作用下產生運動。由于載流子（空穴和電子）在半導體內和金屬片具有的勢
能不一樣，勢必在金屬片與半導體接頭處發生能量的傳遞及轉換。因為空穴在P型半導體內具有的勢能高于空穴在金屬片內的勢能，在外電場作用下，當空穴通過結點a時，就要從金屬片中吸取一部分熱量，以提高自身的勢能，才能進人P型半導體內。這樣，結點a處就冷卻下來。當空穴過結點b時，空穴將多余的一部分勢能傳遞給結點b而進人金屬片Ⅱ，因此，結點b處就熱起來。
同理，電子在N型半導體內的勢能大于在金屬片中的勢能，在外電場作用下當電子通過結點d時，就要從金屬片Ⅲ中吸取一部分熱量轉換成自身的勢能，才能進人N型半導體內。這樣結點d處就冷卻下來。當電子運動到達結點c時，電子將自身多余的一部分勢能傳給結點c而進入金屬片Ⅱ，因此結點c處就熱起
來，這就是電偶對制冷與發熱的基本原因。
如果將電源極性互換，則電偶對的制冷端與發熱端也隨之互換。
當電偶對通以直流電I時，因珀爾貼效應產生的吸熱量與電流I成正比。
