Pendingin bekerja berdasarkan prinsip kompresi uap atau penyerapan uap. Pendingin menyediakan aliran cairan pendingin secara kontinyu ke sisi dingin sistem air proses pada suhu yang diinginkan sekitar 50°F (10°C). Pendingin kemudian dipompa melalui proses, mengeluarkan panas dari satu area fasilitas (misalnya mesin, peralatan proses, dll.) saat panas mengalir kembali ke sisi kembali sistem air proses.

Chiller menggunakan sistem pendingin mekanis kompresi uap yang terhubung ke sistem air proses melalui alat yang disebut evaporator. Refrigeran bersirkulasi melalui evaporator, kompresor, kondensor, dan perangkat ekspansi chiller. Proses termodinamika terjadi pada masing-masing komponen pendingin di atas. Evaporator berfungsi sebagai penukar panas sehingga panas yang ditangkap oleh aliran pendingin proses dipindahkan ke refrigeran. Saat perpindahan panas terjadi, zat pendingin menguap, berubah dari cairan bertekanan rendah menjadi uap, sementara suhu cairan pendingin proses berkurang.

Refrigeran kemudian dialirkan ke kompresor, yang menjalankan berbagai fungsi. Pertama, menghilangkan zat pendingin dari evaporator dan memastikan bahwa tekanan di dalam evaporator tetap cukup rendah untuk menyerap panas pada tingkat yang benar. Kedua, meningkatkan tekanan uap refrigeran yang keluar untuk memastikan suhunya tetap cukup tinggi untuk melepaskan panas saat mencapai kondensor. Refrigeran kembali ke keadaan cair di kondensor. Panas laten yang dilepaskan ketika zat pendingin berubah dari uap menjadi cair dibawa keluar dari lingkungan melalui media pendingin (udara atau air).