半导体制冷又称温差电制冷或热电制冷。它与压缩式、吸收式等机械制冷在原理和设备方面均不同。半导体制冷是利用特种半导体材料，制成制冷器件，通电后直接制冷，因此得名半导体制冷。
半导体制冷是利用泊尔帖效应由两种不同金属组成的一对热电偶，当在热电偶中通以直流电流时，将在电偶的不同结点处产生吸热和放热现象，这种现象称为珀尔帖效应。随着半导体技术的发展，使半导体制冷技术进入一个崭新的阶段，使半导体材料珀尔帖效应得到了广泛的应用。
利用珀尔帖效应制成的半导体制冷器的电偶。是由一种特制的N型和P型半导体组成的。N型半导体是靠电子导电的。而P型半导体是靠所谓“空穴”来导电的。
不论N型半导体中的自由电子，还是P型半导体中的空穴，它们都参与导电，统称为“载流子”。由“载流子”导电的现象，是半导体所特有的。
半导体制冷原理是把一个P型半导体和一个N型半导体，用铜连接片焊接而成电偶对，当直流电流从N型半导体流向P型半导体时，则在2、3端的铜连接片上产生吸热现象，此端称为冷端;而在1、4端的铜连接片上产生放热现象，此端称为热端。如果电流方向反过来，则冷、热端将互换。
当这个制冷器件中通入一定数量的直流电时，冷端会逐渐冷却下来，并出现结霜;而热端的温度逐渐升高，并向周围环境放热。载流子在金属和半导体中的势能大小是不同的，所以载流子在流过结点时，必然会引起能量的传递。
