半导体制冷原理是基于帕尔贴效应，即利用特种半导体材料构成的PN结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，通过直流电制冷的一种新型制冷方法。

当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料连结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端，吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。