在（單級制冷循環圖）所示制冷循環中，由某一狀態變成另一狀態的一個變化被稱為一個過程。制冷循環共有四個過程。下面簡敘制冷循環中的四個過程。

（1）. 蒸發過程：通過膨脹節流后的低壓濕蒸汽，在蒸發器中從周圍介質吸熱制冷，并逐漸增加其干度。這樣，從蒸發器出來的氣體就已經成為干飽和蒸氣或稍有過熱度的過熱蒸氣了。在蒸發過程中，制冷劑溫度和壓力保持不變。

（2）. 壓縮過程：完成制冷作用后從蒸發器出來的蒸氣進入制冷機，經過壓縮后，溫度和壓力急劇升高。所以制冷機排出的氣體就變成了過熱度較大的熱蒸氣。壓縮過程中，制冷劑熵值不變。

（3）. 冷凝過程：從制冷機排出的高溫高壓過熱蒸氣，進入冷凝器后同冷卻水或空氣進行熱交換，使過熱蒸氣逐漸變成飽和蒸氣，進而變成飽和液體。當用冷卻水冷卻時，飽和液體溫度將繼續降低，出現過冷。冷凝過程中壓力保持不變。

（4）. 節流過程：從冷凝器出來的液體通過膨脹閥或毛細管等節流裝置被節流，成為低溫低壓的濕蒸汽，節流過程中制冷劑焓值不變。

上述四個循環過程依次不斷循環，進而達到制冷目的。

為完成制冷循環的各熱力學過程，需要將壓縮機、換熱器、管路、管路附件等組成一個系統，該系統稱為制冷系統。

單級壓縮制冷，是指制冷劑蒸氣只經過一次壓縮，它的zui低蒸發溫度可以控制在-30c～-40c，當需要獲得更低的試驗溫度時，通常采用復疊式制冷系統，即將兩個單級壓縮制冷系統復疊在一起。其中一個系統為高溫部分，采用中溫制冷劑；另一個系統為低溫部分，采用低溫制冷劑。高溫部分的蒸發器與低溫部分的冷凝器復疊構成冷凝蒸發器。