熱電制冷又稱作溫差電制冷，或半導體制冷，它是利用熱電效應（即帕米爾效應）的一種制冷方法。半導體材料具有較高的熱電勢，可以成功地用來做成小型熱電制冷器。用銅板和銅導線將N型半導體和P型半導體連接成一個回路，銅板和銅導線只起導電的作用。此時，一個接點變熱，一個接點變冷。如果電流方向反向，那么結點處的冷熱作用互易。熱電制冷器的產冷量一般很小，所以不宜大規模和大制冷量使用。但由于它的靈活性強，簡單方便，冷熱切換容易，非常適宜于微型制冷領域或有特殊要求的用冷場所。

與其他制冷方法不同，熱電制冷是電子運動載能制冷，而不屬于流體運動載能的制冷方法。按照各部分所起的作用，可將熱電制冷與蒸氣壓縮式制冷做一對照比較，見表2-2。

目前熱電制冷器廣泛應用于航空航天、軍事、通信、遙感遙測、醫療、空調、冷凍冷藏等各領域。對于使用條件要求嚴格、對溫度變化反應敏感的電子元器件，可以用熱電制冷來提供恒定的低溫工作條件。