L'effetto Peltier si verifica quando due conduttori dissimili formano una giunzione elettrica, causando il flusso di elettroni in una direzione specifica che genera calore su un lato della giunzione e il freddo sull'altro lato. La giunzione utilizza due tipi di conduttori, uno ricco di elettroni (tipo n) e uno che può accettare elettroni (tipo p).
Jean Peltier scoprì l'effetto nel 1834, ma rimase una curiosità di laboratorio fino alla scoperta dei semiconduttori. Un tipico dispositivo Peltier racchiude una sottile serie di semiconduttori di tipo p e n tra due piastre di metallo insieme a conduttori per la corrente continua. Una piastra metallica assorbe calore mentre la piastra opposta perde calore e fornisce l'effetto di raffreddamento. Il "lato caldo" può raggiungere i 200 gradi Celsius, mentre il "lato freddo" raggiungerà meno 100 gradi Celsius. L'intervallo di temperatura dipende dalle dimensioni del dispositivo e dai materiali utilizzati.
La maggior parte dei produttori utilizza il tellururo di bismuto o il tellururo di piombo per i semiconduttori. I dispositivi Peltier commerciali hanno dimensioni che variano da un pollice quadrato fino a 3 pollici quadrati, e possono essere cablati in serie per coprire un'ampia area. I dispositivi Peltier possono raffreddare i chip del computer se utilizzati con dissipatori di calore e molti dispositivi di raffreddamento portatili utilizzano dispositivi Peltier alimentati a batteria.
