汽车空调系统的运作分为四个核心步骤：
首先，压缩过程启动，蒸发器出口的低温低压制冷剂气体被压缩机吸入，经过压缩，变成高温高压的气体并从压缩机排出。接着，这部分过热的制冷剂气体进入散热过程，在冷凝器中，随着压力和温度的下降，气体冷凝成液态，并在此过程中释放出大量的热量。
然后，高温高压的制冷剂液体进入膨胀装置，经过膨胀，其体积急剧增大，压力和温度骤降，形成雾状的制冷剂小液滴。这个阶段是节流过程，液滴以雾状状态排出膨胀装置。
最后，这些雾状制冷剂液体进入吸热过程的蒸发器。由于制冷剂液体的沸点远低于蒸发器内的温度，它开始蒸发成气体。在蒸发过程中，制冷剂吸收大量的周围热量，从而达到降低蒸发器周围空气温度的目标。这个循环过程周而复始，维持着汽车空调的冷气供应。