半導體制冷器是由半導體所組成的一種冷卻裝置，在國防、工業、農業、醫療和日常生活等領域獲得廣泛應用，其基本工作原理如下：
半導體制冷器件的工作原理是基于帕爾帖原理，該效應是在1834年由J.A.C帕爾帖首先發現的，即利用當兩種不同的導體A和B組成的電路且通有直流電時，在接頭處除焦耳熱以外還會釋放出某種其它的熱量，而另一個接頭處則吸收熱量，且帕爾帖效應所引起的這種現象是可逆的，改變電流方向時，放熱和吸熱的接頭也隨之改變，吸收和放出的熱量與電流強度I[A]成正比，且與兩種導體的性質及熱端的溫度有關，即： Qab=Iπab
πab稱做導體A和B之間的相對帕爾帖系數，πab為正值時，表示吸熱，反之為放熱，由于吸放熱是可逆的，所以πab=－πab
帕爾帖系數的大小取決于構成閉合回路的材料的性質和接點溫度，其數值可以由賽貝克系數αab[V.K-1]和接頭處的絕對溫度T[K]得出πab=αabT與塞貝克效應相，帕爾帖系也具有加和性，即：Qac=Qab+Qbc=(πab+πbc)I
因此絕對帕爾帖系數有πab=πa－ πb
金屬材料的帕爾帖效應比較微弱，而半導體材料則要強得多，因而得到實際應用的溫差電制冷器件都是由半導體材料制成。
半導體制冷器件可以分為四類：用于恒溫，小到對個別電子器件維持恒溫 ，大到如制造恒溫槽，空調器等；制造成套儀器設備，如環境實驗箱，小型冰箱，各種熱物性測試儀器等；用于冷卻某一對象或者對某個特定對象進行散熱，這種情況大量出現在電子工業領域中；民用產品，冷藏烘烤兩用箱，冷暖風機等。