本发明公开了一种串联式CPU散热冷却装置,包括CPU、半导体制冷片、导热块、多根呈U形的热管和散热风扇,所述CPU的上端端面设有第一导热胶层,所述半导体制冷片的冷端固定于其中一部分第一导热胶层,所述半导体制冷片的热端端面覆盖有第二导热胶层,所述第二导热胶层和剩下部分的第一导热胶层均与导热块的下端连接,所述导热块的上端通过热管与散热风扇连接。本发明提高了CPU工作时的散热效率;同时半导体制冷片的冷端为CPU提供冷量,这进一步减小CPU工作时升温幅度,故提高了CPU的工作效率。