將具有較低溫度的被冷卻物體的熱量轉移給環境介質從而獲得冷量的機器。習慣上，將從較低溫度物體轉移的熱量稱為冷量。製冷機在製冷裝置中起生產冷量的作用。通過製冷技術所能達到的低溫溫度範圍很寬，從略低於環境溫度到接近於絕對零度。通常120K(－153℃)以上的溫度屬於製冷技術範圍，120K以下的溫度屬於深低溫技術範圍（見深低溫設備）。
製冷方法 在製冷技術領領域內常用的制冷方法有5種：①高壓氣體膨脹制冷。使常溫下的高壓氣體在膨脹機中絕熱膨脹，達到較低的溫度，氣體復熱時即可在低溫下制冷。②液體蒸發制冷。使常溫下冷凝的液體節流到較低壓力，其溫度隨之降低，液體在低壓下蒸發即可制冷。③氣體渦流制冷。使常溫下的高壓氣體流經渦流管即可分離為冷、熱兩股氣流，冷氣流復熱時即可制冷。④半導體制冷。利用半導體的熱–電效應制冷。⑤化學方法制冷。利用有吸熱效應的化學反應過程制冷。
圖1 蒸氣壓縮式制冷裝置示意圖
現代的制冷機是以高壓氣體膨脹制冷和液體蒸發制冷為基礎發展起來的，其中應用最廣的是液體蒸發制冷。液體蒸發制冷循環由工質低壓下汽化、蒸氣升壓、高壓氣體液化和高壓液體降壓4個基本過程組成。常見的有蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷、蒸氣噴射式制冷和吸附式制冷。蒸氣壓縮式制冷系統由壓縮機、冷凝器、節流機構、蒸發器組成（圖1），吸收式制冷則是通過發生器、節流閥機構、吸收器和溶液泵來完成的（圖2）。常見的有氨吸收式制冷和溴化鋰吸收式制冷。
圖2 蒸氣吸收式制冷裝置示意圖
各種制冷機都依靠某種工作介質的狀態變化來完成其工作循環，這種工作介質稱為制冷劑。制冷劑在制冷機中循環流動，同時與外界發生能量交換，即不斷地從被冷卻對象中吸取熱量，向環境排放熱量。
圖3 蒸氣噴射式制冷機
分類 按工作原理的不同，制冷機可分為壓縮式制冷機、吸收式制冷機和蒸氣噴射式制冷機（圖3）三類。現代制冷機以蒸氣壓縮式制冷機應用最廣。所用的壓縮機有容積式（往復式和回轉式）和速度式（離心式）等，制冷量從100瓦左右到35兆瓦。
性能 制冷機的主要性能指標有制冷量、制冷系數（或能效比）、噪聲等。制冷量是指制冷機在單位時間內從被冷卻物體或空間移去的熱量，用來表示制冷機制冷能力的大小，其計量單位為瓦(W）。制冷系數為消耗單位功所能得到的制冷量，是用來衡量制冷機經濟性的指標，其計量單位為瓦/瓦(W/W)。
制冷機的制冷量、功率或耗熱量以及制冷系數或熱力系數隨工作溫度而變化。因此，隻有在相同的工作溫度下才能比較兩臺制冷機的制冷量和經濟性。為瞭便於對比制冷機的性能，通常以產品標準的形式規定瞭共同的工作溫度作為比較的基礎，這稱為制冷機的工況。
推薦書目
吳業正. 制冷原理及設備. 西安: 西安交通大學出版社, 1997.
袁秀玲. 制冷與空調裝置. 西安: 西安交通大學出版社, 2001.