半導體制冷器是由半導體所組成的一種冷卻裝置，也叫熱電制冷。其理論基礎為帕爾帖效應，即通上電源之后，冷端的熱量被移到熱端，導制冷端溫度降低，熱端溫度升高。

如圖1-4所示，半導體熱電偶由N型半導體和P型半導體組成。N型半導體有多余的電子，有負溫差電勢。P型半導體電子不足，有正溫差電勢。當電子從P型半導體穿過結點至N型半導體時，結點的溫度降低，電子能量必然增加，而且增加的能量相當于結點所消耗的能量。相反，當電子從N型半導體流至P型半導體時，結點的溫度就會升高。