Термоэлектрический  модуль  (Элемент  Пельтье)  представляет  собой  совокупность  термопар,  электрически  соединенных,  как  правило,  последовательно.  В  стандартном  термоэлектрическом  модуле  термопары  помещаются  между  двух  плоских  керамических  пластин  на  основе  оксида  или  нитрида  алюминия.  Количество  термопар  может  изменяться  в  широких  пределах  -  от  единиц  до  сотен  пар,  что  позволяет  создавать  ТЭМ  практически  любой  холодильной  мощности  -  от  десятых  долей  до  сотен  ватт.

При  прохождении  через  термоэлектрический  модуль  постоянного  электрического  тока  между  его  сторонами  образуется  перепад  температур  -одна  сторона  (холодная)  охлаждается,  а  другая  (горячая)  нагревается.  Если  с  горячей  стороны  ТЭМ  обеспечить  эффективный  отвод  тепла,  например,  с  помощью  радиатора,  то  на  холодной  стороне  можно  получить  температуру,  которая  будет  на  десятки  градусов  ниже  температуры  окружающей  среды.  Степень  охлаждения  будет  пропорциональной  величине  тока.  При  смене  полярности  тока  горячая  и  холодная  стороны  меняются  местами.