压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，从而完成制冷循环。对某些应用来说，气体必须通过一根长长的管子（通常盘成螺线管），以便让热量散失到四周的空气中，铜之类的导热金属常用于输送蒸气。为提高冷凝器的效率经常在管道上附加散热片以加速散热。散热片是用良导热金属制成的平板。
蒸发器又称吸热器，是通过液态制冷剂的沸腾汽化使载冷剂或被冷却物体降温的传热设备。蒸发器可分两类：一类是冷却液体式，用于冷却液体载冷剂，有管壳式蒸发器及各种浸没式蒸发器（如立管式、螺旋管式、蛇管式）。浸没式蒸发器是将整个换热面浸入盛有载冷剂的槽中，槽内经搅拌，强化换热。另一类是冷却空气式，用于冷却作为载冷剂的空气，又分为管排和冷风机两种。管排由垂直管、水平管或盘管组成，制冷剂在管内沸腾，管外空气作自然对流,冷风机则是由管组与风机组成，使管外空气作强制对流。
水冷中央空调包含四大部件，压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，制冷剂依次在上述四大部件循环，压缩机出来的冷媒（制冷剂）高温高压的气体，流经冷凝器，降温，冷凝器通过冷却水系统将热量带到冷却塔排出，冷媒继续流动经过节流装置，成低温低压液体，流经蒸发器，吸热，再经压缩。在蒸发器的两端接有冷冻水循环系统，制冷剂在此次吸的热量将冷冻水温度降低，使低温的水流到用户端，再经过风机盘管进行热交换，将冷风吹出。