根據能量調節滑閥的位置，螺桿式壓縮機按照一定的負荷率從蒸發器中吸入制冷劑蒸汽。
壓縮機的吸氣降低了蒸發器中的壓力，使蒸發器內制冷劑能夠在低溫狀態下強烈氣化，氣化所需的熱量來自蒸發器換熱管內流動的水，隨著熱量的去除，冷水水溫降低，實現制冷的效果。從水中吸收熱量后，制冷劑蒸汽進入壓縮機，經壓縮后壓力、溫度均升高，壓縮機排出溫度遠高于冷凝器所處的空氣溫度，制冷劑蒸汽通過冷凝器將熱量排放到空氣中變為液態，液態制冷劑經節流裝置后流入蒸發器，完成制冷循環。
根據機組使用功能可以分為單冷型和冷熱兩用型，即風冷螺桿式冷水機組和風冷螺桿式熱泵機組。風冷螺桿式冷水機組適用于單一供冷場所，風冷螺桿式熱泵機組適用于夏季供冷、冬季供暖的場所，熱泵機組的選擇需注意制冷及制熱負荷的匹配。風冷螺桿式冷水/熱泵機組有兩個(或四個)制冷劑回路，每個回路采用一臺螺桿式壓縮機，兩個電子膨脹閥(單冷機組每回路僅一個電子膨脹閥)，一個四通換向閥(單冷機組無)，一套油分離、冷卻和過濾系統。
在制冷模式下，氣態制冷劑離開水側換熱器被吸入壓縮機。經壓縮后，制冷劑和油(油在制冷劑循環時被吸入壓縮機)一起被排出壓縮機。
在制熱模式下，機組每一個制冷劑回路都有一個四通換向閥用以改變熱泵機組內空氣側和水側換熱器的作用。機組的水側換熱器為冷凝器，空氣側換熱器為蒸發器。
