La criocirugía emplea temperaturas extremadamente bajas para destruir tejido anormal o canceroso. Los sistemas convencionales utilizan fluidos criogénicos como nitrógeno líquido o argón, que presentan desafíos en su manejo, costo y control preciso de la temperatura. Este estudio explora el enfriamiento termoeléctrico (TE) utilizando el efecto Peltier como una alternativa eficiente. Se realiza una optimización numérica de enfriadores TE de múltiples etapas utilizando telururo de bismuto (BiTe) a través de análisis de elementos finitos en COMSOL Multiphysics. Los resultados muestran que el sistema TE de múltiples etapas optimizado alcanza una temperatura mínima de -70 grados C, una diferencia de temperatura de 90 K y una potencia de enfriamiento de 4.0 W, superando a los sistemas de una sola etapa (SS) con un T máximo de 73.27 K. El estudio también investiga los efectos de las propiedades del material, la densidad de corriente y la geometría en el rendimiento. Una configuración optimizada de múltiples etapas (MS) mejora la eficiencia de enfriamiento en un 22.8%, demostrando el potencial de los dispositivos TE como soluciones compactas, energéticamente eficientes y precisas para aplicaciones de criocirugía. El trabajo futuro explorará nanomateriales avanzados y sistemas híbridos para mejorar aún más el rendimiento en el enfriamiento biomédico.