Termoelektriline jahutus kasutab elektrienergiat, et tekitada temperatuuride erinevus kahte tüüpi materjalide vahel. Termoelektriline efekt on termoelektrilise jahutuse aluseks ja seda kasutatakse termoelektrilistes jahutites, soojuspumpades, kütteseadmetes ja termoelektrilistes generaatorites. Kui vool läbib termoelektrilist seadet, liigub soojus selle ühelt küljelt teisele. Mõju võib olla kahel viisil. See võib muuta temperatuurierinevused elektripingeks või kasutada temperatuurierinevuste tekitamiseks elektrit, mida nimetatakse Peltieri efektiks.
Peltieri soojuspump, mida nimetatakse ka termoelektriliseks soojuspumbaks, kannab soojust seadme ühelt küljelt teisele. See eraldab soojusenergiat ühelt küljelt, mis jahutab seda, ja paneb selle soojuse teisele küljele, mis soojendab seda. Kasutada tuleb jahutusradiaatorit, muidu kuumeneb seade liiga kuumaks ja praadib ise ära. Need seadmed võivad jahutada õlut, soojendada kohvi, kasutada väikest külmkappi või soojendavat ahju.
Termoelektrilistel jahutitel (TEC) või termoelektrilistel jahutussüsteemidel on kahe suure elektroodi vahel pooljuhtgraanulite maatriks. Kui nende vahele on ühendatud alalispinge allikas, muutub negatiivselt laetud pool jahedamaks ja positiivselt laetud pool kuumemaks. Negatiivne elektrood puutub kokku sellega, mida jahutatakse, näiteks seadme või komponendiga. Positiivne elektrood on ühendatud jahutusradiaatoriga, mis hajutab energiat.
Termoelektriline jahutussüsteem on saadaval paljudes seadmetes. Selliseid seadmeid leidub arvutites mikroprotsessorite ja võimsusvõimendite jahutamiseks. Neid kasutatakse kosmoselaevades, et aidata leevendada äärmuslikke temperatuurikõikumisi pimeda poole ja päikesevalguse vahel. Neid võib leida ka matkamisel kasutatavates kaasaskantavates jahutites, mitmesugustes elektroonikaseadmetes (nt digikaamerates) ja õhukuivatites.
Termoelektriline generaator on vastupidine termoelektrilisele jahutile, kuid kasutab siiski termoelektrilist efekti. Generaatoris kasutatakse elektrienergia tootmiseks temperatuuri erinevusi seadme kahe külje vahel. Mõlemad seadmed on ehituselt ja kasutatud materjalidelt sarnased.
Kuigi termoelektriline jahutus on vähem tõhus kui külmutus, on sellel teatud eelised. Kui on vaja väikesemahulist jahutamist, võib termoelektriline jahutus olla odavam ja praktilisem kui külmutus. Sellel ei ole mehaanilisi liikuvaid osi, see on kaasaskantav, vastupidav, kestab kaua ja ei vaja palju hooldust.