热电制冷的理论基础是固体的热电效应，在无外磁场存在时，它包括五个效应，导热、焦耳热损失、西伯克（seebeck）效应、帕尔帖（peltire）效应和汤姆逊（thomson）效应。热电制冷又称作温差电制冷，或半导体制冷，它是利用热电效应（即帕米尔效应）的一种制冷方法。
基本热电偶的制冷特性包括制冷量、消耗的电功率、制冷性能系数。
热电制冷的性能由工作参数和电偶本身的材料特性所决定，包括工作电流i、电偶的材料的物理性质（温差电动势、电阻、热导率）等。
为了获得更低的制冷温度（或更大的温差）可以采用多级热电制冷。它由单级电堆联结而成。前一级的冷端是后一级热端的散热器。
