由于其特有的機理，熱電制冷與其他制冷方法有明顯不同的特點，其優點為:
(1)結構簡單制冷器的核心是熱電堆，由電偶元件和導線組成，無任何運動部件，因而無噪聲、無磨損、可靠性好、壽命長。
(2)體積小、重量輕熱電堆的體積僅數十立方毫米至數立方厘米，重量僅數克至數十克。
(3)啟動快、控制靈活只要接通電源，即可迅速制冷，制冷量可通過調節電流方便調節。
(4)冷熱轉換迅速方便改變電流方向即可改變熱流方向，而改變電流方向可不用機械裝置。
(5)無重力影響熱電制冷不需要流體運動去載能，而電子的運動與地球重力無關。
熱電制冷的缺點主要有:
(1)效率低由于熱電制冷原理的限制和半導體材料的不理想，其效率較低，在制冷量大于20W的情況下，效率遠低于蒸汽壓縮式制冷。
(2)能獲得的低溫不夠低溫度越低材料的熱電性能就越差，熱電制冷的效率也下降越快，通常熱電制冷僅能獲得-120℃以上的低溫。
(3)需要直流電源熱電制冷器用直流電供電，需直流穩壓電源。
