Термостат лабораторный с охлаждением способен поддерживать температуру как ниже комнатной, так и ниже 0 °C. Охлаждение может осуществляться как за счёт компрессионной холодильной машины, так и за счёт термоэлектрических охладителей элементов Пельтье. Преимуществом охлаждения с помощью элементов Пельтье является бесшумность, экологичность (не требует использования охлаждающих газов и жидкостей) и компактность.

Термостаты с охлаждением используются в лабораториях пищевых производств, медицинских, ветеринарных учреждениях, лабораториях, работающих с растениями, и тому подобных. В некоторых лабораториях термостат суховоздушный с охлаждением используется как упрощённый и более доступный вариант микробиологического инкубатора, климатической камеры или испытательной камеры, когда необходимо наблюдать изменения образца только под действием температур в диапазоне от -10 до 100 °С.