如圖5一2所示，一臺氣壓縮式制冷機至少需要有壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器四個基本部件。它們之間用管道依次連接，形成一個封閉系統，制冷劑在系統內循環流動，不斷地發生狀態變化，并與外界進行能量交換，從而達到制冷的目的。其工作過程：液態制冷劑從低溫熱源蒸發器中吸收熱量汽化后，變成低溫低壓的制冷蒸氣，被壓縮機吸入；吸人的蒸氣受到壓縮升壓，使溫度和壓力升高，然后排至冷凝器中；在冷凝器中受到冷卻(水或空氣冷卻)而放出凝結熱量，自身變成冷凝壓力下的飽和液體，飽和液體再經節流閥(或膨脹閥)降壓進入蒸發器，成為節流后的低壓液氣混合物；在蒸發器中從其周圍介質或物料中吸收其汽化潛熱(即制取冷量)而汽化，汽化后的制冷劑又被壓縮機吸入，完成一個熱力循環。由于制冷劑不斷循環，被冷卻空間或物料的熱量被不斷帶走，從而獲得低溫。達到了冷卻目的。
制冷劑在系統內經過壓縮、冷卻與冷凝、節流、蒸發四個狀態變化過程。壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣的作用，它是整個系統的“心臟”；節流閥對制冷劑起節流降壓作用，同時可以調節進入蒸發器的制冷劑流量。蒸發器是吸收熱量(輸出冷量)的換熱設備，實現制取冷量的目的；冷凝器是輸出熱量的換熱設備，它將制冷劑從蒸發器中吸取的熱量及由壓縮功而轉換的熱量一起傳給冷卻介質。由于壓縮機消耗的功起到了補償作用，因此能夠實現由制冷劑將低溫物體的熱量不斷地傳遞給高溫物體，達到制取冷量的目的。
在實際的單級蒸氣壓縮式制冷裝置中，除有上述四個主要設備外，還有一些如油分離器、氣液分離器等輔助設備，它們是為提高制冷裝置運行的經濟性和保證操作安全而設置的。
