混合制冷劑是由兩種或兩種以上的純制冷劑以一定的比例混合而成的。按照混合后的溶液是否具有共沸的性質，分為共沸混合制冷劑和非共沸混合制冷劑兩類。
1.共沸混合制冷劑。由兩種或兩種以上的純制冷劑以一定的比例混合而成的制冷劑，與單一組分一樣，在一定的飽和壓力下沸騰時，具有幾乎不變的沸騰溫度，且液相與氣相具有相同的組分。
共沸制冷劑有下列特點:
①在一定的飽和壓力下沸騰時，具有兒乎不變的沸騰溫度，而且沸騰溫度一般比組成它的單組分的蒸發溫度低，表現出與純制冷劑相同的恒沸性質，即在沸騰過程中飽和壓力不變，沸騰溫度也不變。
②在一定的蒸發溫度下，共沸制冷劑的單位容積制冷量比組成它的單一制冷劑的單位容積制冷量要大。
③共沸制冷劑的化學穩定性較組成它的單一制冷劑好。
④在全封閉和半封閉壓縮機中，采用共沸制冷劑可使電動機得到更好的冷卻，電動機繞組溫升減小。
由于上述特點，在一定的條件下，采用共沸制冷劑可使能耗減少。例如，R502在低溫范圍內，即蒸發溫度在-60~-30℃之間，能耗較R22低，而在高溫范圍內，蒸發溫度在-10~10℃區間時，能耗較R22高。因此，通常R502用在低溫冷藏、冷凍系統中，而R22用在空調系統中。
2.非共沸混合制冷劑。由兩種或兩種以上的純制冷劑以一定的比例混合而成的制冷劑，非共沸混合制冷劑沒有共沸點，在飽和狀態下，液相與氣相的組分不同，低沸點組分在氣相中的成分總是高于液相中的成分。在定壓下蒸發或凝結時，溫度也在不斷變化。
非共沸混合制冷劑在定壓相變時溫度要發生變化，定壓蒸發時溫度從泡點溫度變化到露點溫度，定壓凝結則相反。非共沸混合制冷劑的這一特性被廣泛用在變溫熱源的溫差匹配場合，實現近似的勞倫茲循環，以達到節能的目的。
與其他混合物一樣，混合制冷劑具有各純質制冷劑性質近似和平均的性質。可以利用混合制冷劑的這一特性.實現各純質制冷劑的優勢互補。例如，有些純質制冷劑制冷系數大，但容積制冷量太小，為了提高容積制冷量，可以在這一純質制冷劑中加入一定量的容積制冷量大的制冷劑，構成混合制冷劑，使容積制冷量增大。又如，有些純質制冷劑，它們除了可燃性以外，其他性質都較好，就可以在這一純質制冷劑中加入一定量的不可燃制冷劑，構成混合制冷劑，使可燃性降低。此外，還可以利用混合制冷劑的特性，找到在一定的壓力下具有所需要相變溫度的混合制冷劑。混合制冷劑所有這些特性，使得它們在傳統制冷劑替代物的研究中得到了廣泛的應用。
在實際應用中，非共沸制冷劑最大的問題是當制冷裝置中發生制冷劑泄漏時，各組分制冷劑散失的速度不同，剩余在系統內的混合物的濃度就會改變。因此，當需要向系統中補充制冷劑使其達到原來的數量和濃度時，需通過計算來確定兩種制冷劑不同的充灌量。這一特點在一定程度上限制了非共沸混合制冷劑的應用。
在有些文獻中，還可能看到“近共沸制冷劑(near azeotropic mixture refrigerant)”這一術語，實際上它是指那些泡點溫度與露點溫度很接近的非共沸混合制冷劑，但到底接近到什么程度為近共沸和非共沸的分界點，目前還沒有一個明確的規定，通常把泡點、吸點的溫度差小于3℃的混合制冷劑稱為近共沸混合制冷劑。
