在人工制冷开始发展以前，人类已经知道利用天然冰雪在简易的设备中保持低温条件，即利用天然冷源。在中国，约在3000年前已使用天然冰保藏食品，公元前七世纪《诗经》中就有关于采集、贮存和用天然冰冷藏食品的诗句。直到现代，人们仍然在应用冰、雪和地下水等天然冷源。用天然冰或人造冰冷却的冷藏装置，只能达到有限的低温，技术条件和卫生条件较差，难以满足多方面的要求。现代的制冷装置都是应用制冷机来冷却。

制冷设备的冷却方式有直接冷却和间接冷却两种。直接冷却是将制冷机的蒸发器装设在制冷装置的箱体或建筑物内，利用制冷剂的蒸发直接冷却其中的空气，靠冷空气冷却需要冷却的物体。这种冷却方式的优点是冷却速度快，传热温差小，系统比较简单，因而得到普遍应用。间接冷却是靠制冷机蒸发器中制冷剂的蒸发，从而使载冷剂(例如盐水)冷却，再将载冷剂输入制冷装置的箱体或建筑物内，通过换热器冷却其中的空气。

空调器的制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器和毛细管四个主要部件组成。按照制冷循环工作的顺序，依次用管道连接成一个整体。系统工作时、蒸发器内的制冷剂吸收室内空气的热量而蒸发成为压力和温度均较低的蒸气，被压缩机吸入并压缩后，制冷剂的压力和温度均升高，然后排入冷凝器。制冷剂蒸气在冷凝器内通过放热给室外空气而冷凝成为压力较高的液体。制冷剂液体通过毛细管的节流，压力和温度均降低，再进入蒸发器蒸发，如此周而复始地循环工作，从而达到降低室内温度的目的。