半導(dǎo)體制冷的吸熱和放熱是由載流子(電子和空穴)流過結(jié)點(diǎn)時(shí)，由勢(shì)能的變化而引起的能量的傳遞，這就是半導(dǎo)體制冷的本質(zhì)。

由于一個(gè)電偶對(duì)產(chǎn)生的熱電效應(yīng)較小(一般約為1.163W左右，視元件的尺寸大小而異)，所以實(shí)際應(yīng)用時(shí)是將數(shù)十個(gè)電偶對(duì)申聯(lián)起來、將冷端放在一起、熱端放在一起，稱為熱電堆，將熱電堆和熱交換器用焊接方式連接起來制成半導(dǎo)體制冷器，其特點(diǎn)是結(jié)合強(qiáng)度高、接觸熱阻小，適用于熱流密度較大的情況。為了保持電絕緣，在熱電堆和熱交換器之間用金屬化瓷片材料進(jìn)行絕緣。

我國(guó)目前應(yīng)用的制冷半導(dǎo)體材料，多數(shù)是以磅化秘為基體的三元固熔體合金。由于半導(dǎo)體材料性能的限制，目前半導(dǎo)體制冷的效率比一般壓縮式要低，耗電量約大一倍。但在幾十瓦小能量的情況下，由于半導(dǎo)體制冷劑的效率與能量大小無關(guān)，故對(duì)微小型制冷裝置，反而比壓縮式經(jīng)濟(jì)。此外由于半導(dǎo)休制冷器必需使用直流電源，價(jià)格貴，使它的應(yīng)用受到一定的限制。在電冰箱和空調(diào)器中所應(yīng)用的制冷裝置主要是蒸氣壓縮式。