半导体制冷原理是在半导体材料电致热效应和热电效应基础上发展起来的。所谓电致热效应，就是指电流通过半导体材料时，由于电子与晶格作用力，电子的动能被转化为晶格动能，表现为材料对电流通道的电阻率的变化。而热电效应，则是指当半导体材料两端温度不同时，会在材料内产生电动势，从而引起电流的产生。
通过半导体材料对电流或温度的控制，就能实现制冷或加热的效果。在半导体制冷系统中，通常采用Peltier效应，即在两种不同材质的半导体材料接口处，通过电能供应使一侧材料冷却同时使另一侧材料升温的原理。因此，半导体制冷系统具有高性能、小体积、重量轻、使用方便且无污染等优点。
半导体制冷技术目前已经在航天、电子、医疗、通信等多个领域得到了广泛应用，且随着新型半导体材料的开发与制造技术的不断提高，半导体制冷技术的应用前景更加广阔