本实用新型公开了一种体积小、制冷效率高的光电倍增管的集成冷却系统。本实用新型光电倍增管的集成冷却系统，通过下述技术方案予以实现，水泵与水箱通过进水管连接，水泵与制冷腔通过出水管连接，制冷腔内设置半导体制冷片，半导体制冷片的热端固定吸热盒，制冷腔与鳍型散热器通过输水管连接，鳍型散热器固定直流风机，鳍型散热器与水箱通过回水管连接。本实用新型制冷系统不仅提高了循环水的散热效率，更重要的是节约了水资源。本实用新型内置于单光子计数实验系统中，节约了空间，提高了空间使用率。