如图把一只N型半导体元件和一只P型半导体元件联结成热电偶，接上直流电源后，在接头处就会产生温差和热量的转移。在上面的一个接头处，电流方向是n→p，温度下降并且吸热，这就是冷端。而下面的一个接头处，电流方向是p→n，温度上升并且放热。因此是热端。
温差电致冷组件致冷原理：
如图把若干对半导体热电偶在电路上串联起来，而在传热方面则是并联的，这就构成了一个常见的致冷热电堆。按图示接上直流电源后，这个热电堆的上面是冷端，下面是热端。借助热交换器等手段，使热电堆的热端不断散热并且保持一定的温度，把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热降温，这就是温差电致冷组件的工作原理。
特点：
1.无噪音、无磨损、运行可靠、维护方便。
2.冷却速度快，其冷却速度可通过调节工作电流来控制，便于手动和自动控制。
3.体积小、重量轻，可大大缩小整机体积。
4.可通过改电流的方向达冷却和加热的两种目的。
5.不使用制冷剂，不污染环境。
一、安装
1. 致冷片一面安装散热片，一面安装导冷系统，安装表面平面度不大于0.03mm，且表面应无污物。
2. 致冷片与散热片和导冷块接触良好，接触面须涂有一薄层导热硅脂。
3. 固定致冷片时既要使致冷片受力均匀，又要注意切勿过度，以防止瓷片破裂。
二、使用
1. 使用直流电源电压不得超过额定电压，电源波纹系数小于10％。
2. 电流不得超过组件的额定电流。
3. 致冷片正在工作时不得瞬间通反向电压（须在5分钟之后）。
4. 致冷片内部不得进水。
5. 致冷片周围湿度不得超过80％。