半导体制冷片是一个热传递的工具，它主要由N型半导体材料和P型半导体材料利用“帕尔贴效应”制成的。
任何物质都是由原子组成，原子是由原子核和电子组成。电子以高速度绕原子核转动，受到原子核吸引，因为受到一定的限制，所以电子只能在有限的轨道上运转，不能任意离开，而各层轨道上的电子具有不同的能量(电子势能)。离原子核最远轨道上的电子，经常可以脱离原子核吸引，而在原子之间运动，叫导体。如果电子不能脱离轨道形成自由电子，故不能参加导电，叫绝缘体。半导体导电能力介于导体与绝缘体之间，叫半导体。半导体重要的特性是在一定数量的某种杂质渗入半导体之后，不但能大大加大导电能力，而且可以根据掺入杂质的种类和数量制造出不同性质、不同用途的半导体。将一种杂质掺入半导体后，会放出自由电子的称为N型半导体；会产生“空穴”的称为P型半导体。
所谓的“帕尔贴效应”就是当有电流通过不同的导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热外，在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。如果电流从自由电子数较高的一端A流向自由电子数较低的一端B，则B端的温度就会升高；反之，B端的温度就会降低。
半导体制冷片的原理
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，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端，由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。但是半导体自身存在电阻，当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。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。
半导体制冷片的用途 半导体制冷片应用范围有：制冷、加热、发电等。制冷和加热应用比较普遍，有以下几个方面：
(1)军事方面：导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。 (2)医疗方面：冷刀、冷台、白内障摘除器、血液分析仪等。
(3)实验室装置方面：冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种高低温实验仪器。 (4)专用装置方面：石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑散热器等。
(5)日常生活方面：冰箱、空调、冷热两用箱、饮水机、除湿机等 。