Элементы Пельтье предназначены для работы в условиях охлаждения с небольшой разницей температур или энергетическая эффективность охладителя не важна. Например, элементы Пельтье применяются в ПЦР-амплификаторах (Полимеразная цепная реакция), маленьких автомобильных холодильниках, так как применение компрессора в этом случае невозможно из-за ограниченных размеров, и, кроме того, необходимая мощность охлаждения невелика.
Элемент Пельтье состоит из последовательного соединения множества чередующихся полупроводниковых элементов “n” и “p” типов. При прохождении постоянного тока через такое соединение одна сторона p-n контактов будет нагреваться, другая наоборот – охлаждаться. Полупроводниковые элементы расположены на двух керамических пластинах, соединенных между собой таким образом, чтобы нагревающиеся контакты выходили на одну сторону пластины, а охлаждающиеся на другую.