汽車空調和我們熟悉的家用空調製冷原理是一樣的。都是利用R12或是R134a壓縮釋放的瞬間體積急劇膨脹就要吸收大量熱能的原理製冷。(由於R12對大氣臭氧層的破壞，出於環保的要求發達國家從1996年開始改用R134a做製冷劑)汽車空調的構造和家用的分體空調類似，它的壓縮機往往是安裝在發動機上，並用皮帶驅動（也有直接驅動的），冷凝器安裝在汽車散熱器的前方，而蒸發器在車裡面，工作時從蒸發器出來的低壓氣態致冷劑流經壓縮機變成高壓高溫氣體，經過冷凝器散熱管降溫冷卻變成高壓低溫的液體，再經過貯液乾燥器除溼與緩衝，然後以較穩定的壓力和流量流向膨脹閥，經節流和降壓最後流向蒸發器。致冷劑一遇低壓環境即蒸發，吸收大量熱能。車廂內的空氣不斷流經蒸發器，車廂內溫度也就因此降低。液態致冷劑流經蒸發器後再次變成低壓氣體，又重新被吸入壓縮機進行下一次的迴圈工作。在整個系統中，膨脹閥是控制致冷劑進入蒸發器的機關，致冷劑進入蒸發器太多就不易蒸發而太少冷氣又會不夠，因此膨脹閥是調節中樞。而壓縮機是系統的心臟，系統迴圈的動力源泉。