Es wurde eine theoretische Analyse von Mehrstufen-thermoelektrischen Kühlsystemen durchgeführt. Unter drei verschiedenen Betriebsbedingungen wurde die Kühltemperatur von vier verschiedenen Arten von thermoelektrischen Kühlern mit ANSYS simuliert und auf einer Versuchsplattform experimentell untersucht. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass der Abstand zwischen den thermoelektrischen Paaren die Kühltemperatur beeinflusst und bei der Gestaltung eines thermoelektrischen Kühlsystems der Abstand zwischen den thermoelektrischen Paaren optimiert werden sollte. Die Experimente zeigen, dass die optimale Betriebsspannung für den verwendeten thermoelektrischen Kühler im Experiment 12 V beträgt, die Kühltemperatur des thermoelektrischen Kühlers stark von der äußeren Umgebung beeinflusst wird und die Auswahl geeigneter Isolationsmaterialien einen wichtigen Einfluss auf die Kühltemperatur des Kühlers hat. Die Experimente zeigen auch, dass der Eingangsstrom und die Leistung des thermoelektrischen Kühlers mit zunehmender Temperatur an der heißen Seite abnehmen und die Kühltemperatur und der größte Kühltemperaturunterschied mit zunehmender Temperatur an der heißen Seite zunehmen.