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在工程应用中，热电制冷（TEC）芯片由于多种原因可能无法在理想均温工况工作，即出现局部高温的情况。本文通过设定的非均匀温度分布来模拟热端散热不良工况，应用三维有限元分析方法对其工作性能进行数值模拟研究。从不同热端工作温度（th：20～40℃）、高温区最高过余温度（θm：5～30℃）、高温区面积常数（ω：7/16～12/16）等方面分析了不同工况下TEC芯片的1010工作性能，结果表明：相对制冷量偏差达到-8．788％，相对功率偏差达到2．608％，相对COP偏差达到-10．9％。