熱電堆熱端冷卻的方法很多，主要有以下幾種：1．液體冷卻。換熱系數約為100～1000W／(m2·K)

　　2．空氣冷卻。換熱系數約為3～6W／(m2.K)(自由運動)，26～30w／(m2.K)(受迫運動)。

　　此外，還有利用物質熔化熱、物質溶解熱以及物質熱容量進行熱端冷卻的系統。    

　　從工藝和結構的角度看，最合理的液體冷卻系統，是在熱端處建立一個水腔，使水直接進入熱端進行冷卻。許多制冷器均采用這種方法。一種冷卻水系統，它用于實驗室中的小型冷庫制冷器。矩形截面的黃銅塊l內有水腔2，塊與塊之間有墊片。黃銅塊的外面用絕熱材料包裹。熱電堆的熱端與黃鍋塊釬焊，以減少傳熱溫差。

　　環形熱電堆也是采用液體流經水腔時，將熱端熱量帶走的結構。

　　液體冷卻熱端的水循環系統，可分為自然對流水循環系統和強制流動水循環系統兩種。

　　自然對流水循環系統應用這一系統后，熱電制冷器熱端散發的熱量被水吸收。水回路中設有散熱器，當水處在裝有散熱片的管段內時，被外界空氣冷卻，降低了溫度，水的密度增加而下降。在管段的外面敷有小型制冷器的水冷卻系統。絕緣層，水在這一段管路內保持較高的溫度，因密度小而上升，從而構成了水的自然循環。為了增加熱端的散熱，在熱端1處裝有散熱片2，它浸在水中。盛水的水箱。熱端與水之間的熱流量很大，320～30倍于空氣自然對流的換熱系數。

　　采用空氣側散熱片的面積可以做得比較大，水將熱量傳給空氣時，熱流密度較小。為了綜臺評價冷卻水循環系統的性能，需進行水流的流體動力計算采用強制流動的水循環系統。水泵將水壓入熱端的水腔內，吸熱后的水流經空氣散熱器，再返回水泵吸入口。強制循環的水系統用于熱端散熱率大的場合，為配合這一散熱率，空氣散熱器采用強制通風的方式，以保證散熱器尺寸的合理性。

　　在散熱過程中，除對流換熱外，尚有幅射換熱。研究表明，即使在散熱片表面溫度不高的情況下，散熱器表面的幅射換熱仍起較重要的作用。據此，應使散熱器表面具有大的幅射能力。