熱電冷卻是通過半導體材料的珀耳帖效應（有電流通過不同導體組成的回路時，除產生不可逆焦耳熱之外，在不同導體接頭處隨著電流方向的不同處會分別出現吸熱、放熱現象）實現制冷或加熱的能量轉換技術；當使用直流電源，熱電制冷器一端溫度會降低，另一端溫度則同步升高；而這種現象則是完全可逆，只需要轉換電流方向便可以使熱量向相反方向轉移。通過這種效應實現制冷與加熱兩種功能。

而熱電冷卻器就是通過利用熱電效應實現制冷的裝置。通過使用熱電材料使得熱能與電能互相轉化。熱電冷卻器相較來說，有很多優點，本身是不需要使用任何制冷劑，所以在環境保護這方面上來說是非常適配的。同時熱電冷卻器具有體積小，重量輕的優點，此外熱電冷卻器的制冷效率也是非常高的，可在很短時間段內就制冷。

當然熱電冷卻器也有著相對而言的缺點，適用環境中不可存在高溫情況；雖然制冷效率高，但是制冷功率較低，所以只適用于小型設備；同時根據管理，對環境無污染的成本也相對高。