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半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷，是从50年代发展起来的一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科，它利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。

半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理

半导体制冷技术主要包含五种不同的热电效应：汤姆逊效应、傅立叶效应、焦耳效应、塞贝克效应和帕尔帖效应。

傅立叶效应指的是经过均匀的介质沿着某一方向传递的热量与该方向温度梯度的乘积和垂直这个方面的面积的乘积成正比;

焦耳效应指的是稳定电流产生的热量等于电流平方和导体电阻的乘积;

汤姆逊效应的具体含义则是有温度梯度的导体在电流过后，周围的环境和导体之间会出现能量交换的现象;

塞贝克效应指的是两种不同的导体组成闭合回路，当其中的两个连接点温度不同时，电动势的现象就会产生;而塞贝克效应的逆过程就会形成帕尔贴效应，两种不同的材料构成回路时，回路的两端会分别放出和吸收热量，

半导体制冷技术的本质是材料的能级的改变，通过对半导体材料组成的PN结施加直流电进行制冷。载流子从一种材料迁移到另一种势能不同的材料形成了电流，为了实现能量守恒的原则，载流子在通过结点时会和周围的环境进行能量交换。能级的改变使得制冷系统成为可能。半导体制冷技术与传统的机械制冷技术相比较而言，具有可靠性强、体积小、操作简单、制冷制热迅速、无污染和容易实现高精度的温度控制等突出的优点

但不可否认的是，尽管半导体制冷技术优势十分明显，但仍然存在加工工艺复杂、成本高、制冷效率低和不适合大功率环境使用等缺点。

随着科学技术不断发展，热电制冷材料逐渐兴起，这有力地推动了半导体制冷技术的发展。需要注意的是半导体制冷技术的本质是材料能级的改变。现阶段，半导体制冷技术的研究主要集中半导体制冷理论、热电材料、结构设计、冷热端传热方式几个方面。

目前，半导体制冷理论研究已经区域成熟，热电材料发展的主流方向在未来将集中在降低材料的热导率、维度和超晶格材料与有机热电材料;结构设计方面，越来越多的学者将热阻和接触电阻考虑进热电偶模型中;未来散热方式的研究重点将会更多向水冷散热和相变散热倾斜。