在原理上,半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时,两端之间就会产生热量转移,热量就会从一端转移到另一端,从而产生温差形成冷热端。
当冷热端达到一定温差,这两种热传递的量相等时,就会达到一个平衡点,正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度,可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。
半导体致冷应用1834年发现的尔帖效应的原理，半导体内部有上百对对N型和P型的半导体材料（碲化铋）粒子，这个半导体元件在电路上是用串联形式连接组成.当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对，在这个电路中接通一个直流电源后，就能发生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸引热量，成为冷端；这就是冰包内部的制冷铝，电流由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。
所以半导体就会有一面冷一面热，半导体制冷片它要制冷，就必须要将热排走，否则就会低消制冷的效果。所以热端就要加散热铝和风扇来帮助散热。
