熱電制冷器是一種不用制冷劑，沒有運動件的電器。它的熱電堆起著普通制冷壓縮機的作用,冷端及其交熱換器相當于普通制冷裝置的蒸發器,而熱端及其熱交換器則相當于冷凝器。通電時,自由電子和空穴在外電場的作用下,離開熱電堆的冷端向熱端運動,相當于制冷劑在制冷壓和機中的壓縮過程。在熱電堆的準端,通過熱交換器吸熱,同時產生電子-空穴對,這相當于制冷劑的藻發器中的吸熱和蒸發。在熱電堆的熱端,發生電子-空穴對的復合,同時通過熱交換器散熱,相當于制冷劑在冷凝器的放熱和凝結。

機械壓縮式制冷與熱電制冷系統間存在著一些類似的地方,各對應部位見圖8-10。

每個系統中,最重要的是熱邊和冷邊內能改變的方法。對于蒸氣壓縮循環, 節流閥是使能量變化的設備。當制冷劑離開冷凝器時，它是處在高壓和中等溫度下的飽和液體,當制冷劑通過節流閥時，它絕熱等焓膨脹。因此,制冷劑是作為低壓、低溫、低質量的蒸氣而離開節流閥 ,而且處于最低的能級狀態。這使制冷劑在碌發過程中能吸收大量的熱。沒有節流風,壓力就不變,制冷劑的始就不變,也就不會出現“抽熱”。在熱電制冷系統中的類似部分是p型和n型半導體材料中電子能量的差，假若整個系統電子能級相同,也就不會出現“抽熱”。兩種系統的能級圖示于圖8-11。