熱電制冷又稱溫差電制冷，它是利用熱電效應(即帕爾帖效應)的一種制冷方法。

1834年，法國物理學家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根秘絲，再將兩根秘絲分別接到直流電源的正、負極上，通電后，發現一個接頭變熱，另一個接頭變冷，這個現象稱為帕爾帖效應，它是熱電制冷的依據。

這種方法的制冷效果主要取決于兩種材料的熱電勢。純金屬材料的導電性好、導熱性也好，但其帕爾帖效應很弱，制冷效率低(不到1%)。半導體材料具有較高的熱電勢，巳成功地用來做成小型熱電制冷器。按電流載體的不同，半導體分為N型(電子型)半導體和P型(空穴型)半導體。由N型半導體和P型半導體構成的熱電制冷元件如圖1-7所示，用銅板和銅導線將N,P半導體連成一個回路，銅板和導線只起導電作用，回路由低壓直流電源供電。回路中接通電流時，一個結點變冷，另一個結點變熱。如果改變電流方向，則冷、熱結點位置互易，原來的冷結點變熱，原來的熱結點變冷。

由于每個制冷元件產生的冷量很小，所以需要將許多熱電制冷元件聯成熱電堆后才能使用。

熱電制冷器的結構和機理顯然不同于液體汽化制冷。它不需要明顯的工質來實現能量的轉移。整個裝置沒有任何機械運動部件。熱電制冷的效率低，半導體器件的價格又很高，而且必須使用直流電源，因而熱電制冷不宜大規模使用。但由于它的靈活性強、使用方便可靠，非常適合于微型制冷領域或有特殊要求的用冷場合。例如，空間探測飛機上的科學儀器、電子儀器和醫療器械中的制冷裝置，核潛艇中駕駛艙的空調設備，等等.在手提式冰箱中用熱電制冷，很適合郊游、兵營或汽車司機使用。