制冷劑在蒸發壓力下沸騰，蒸發溫度低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機不斷地抽吸蒸發器中產生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力， 然后送往冷凝器，在冷凝壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質（通常是水或空氣） 與冷凝壓力相對應的冷凝溫度一定要高于冷卻介質的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節流組件進入蒸發器。 當制冷劑通過膨脹閥時，壓力從冷凝壓力降到蒸發壓力，部分液體氣化，剩余液體的溫度降至蒸發溫度，于是離開膨脹閥的制冷劑變成溫度為蒸發溫度的兩相混合物。 混合物中的液體在蒸發器中蒸發，從被冷卻物體中吸取它所需要的氣化潛熱。混合物中的蒸氣通常稱為閃發蒸氣，在它被壓縮機重新吸入之前幾乎不再起吸熱作用 。