半導體制冷是將N型半導體元件和P型半導體元件組成電偶對，如通以直流電，則在電偶對的接頭處便會出現溫差，即一個接頭出現吸熱現象，另一個接頭出現放熱現象。電偶對接頭的吸熱和放熱取決于電流的方向，當電流出N型流向P型元件時吸熱，反之放熱。如將放熱端用適當方式使其散熱(一般用水)，則吸熱端便逐漸冷卻，得到很低的溫度，而達到致冷效果。