מקררים סולאריים פועלים בעיקר על בסיס האפקט הפוטו-וולטאי והעקרונות הבסיסיים של מוליכים למחצה. האפקט הפוטו-וולטאי מתייחס לקליטת אנרגיית האור על ידי חומר כאשר הוא פוגע במשטח וממיר אותו לאנרגיה חשמלית. מכשירי קירור מוליכים למחצה מנצלים את ההשפעה התרמו-אלקטרית של חומרים מוליכים למחצה כדי להשיג המרת אנרגיה בין קצוות חמים לקרים. באופן ספציפי, פאנלים סולאריים ממירים את אנרגיית השמש הנספגת לאנרגיה חשמלית, המופצת למכשיר הקירור של המוליכים למחצה ולסוללה באמצעות בקר. התקן הקירור המוליך למחצה משתמש בזרם חשמלי כדי ליצור את האפקט התרמו-אלקטרי, ומשיג המרת אנרגיה בין קצוות חמים לקרים. הקצה החם מפזר חום מחוץ למקרר דרך רדיאטור, בעוד הקצה הקר שואב אוויר קריר לתוך המקרר דרך צינורות, ומשיג את אפקט הקירור הרצוי.
