其实汽车空调和我们熟悉的家用空调制冷原理是一样的。都是利用制冷剂R12或是R134a压缩释放的瞬间体积急剧膨胀要吸收大量热能的原理制冷。由于R12对大气臭氧层的破坏，出于环保的要求发达从1996年开始改用R134a做制冷剂。
汽车空调的构造和家用的分体空调类似，主要由压缩机(compressor)、电控离合器、冷凝器（condenser）、蒸发器（evaporator）、膨胀阀(expansion valve)、贮液干燥器（receiver drier）、管道（hoses）、冷凝风扇、真空电磁阀(vacuum solenoid)、怠速器和控制系统等组成。
汽车空调压缩机往往是安装在发动机上，并用皮带驱动（也有直接驱动的），冷凝器安装在汽车散热器的前方，而蒸发器在车里面，工作时从蒸发器出来的低压气态致冷剂流经压缩机变成高压高温气体，经过冷凝器散热管降温冷却变成高压低温的液体，再经过贮液干燥器除湿与缓冲，然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀，经节流和降压流向蒸发器。致冷剂一遇低压环境即蒸发，吸收大量热能。车厢内的空气不断流经蒸发器，车厢内温度也因此降低。因此膨胀阀是调节中枢。而压缩机是系统的心脏，系统循环的动力源泉。

　　汽车空调是移动式车载的空调装置，它与固定式空调系统相比，动转条件更恶劣，随汽车行驶的颤振，空调系统的制冷剂比固定式更容易泄漏，空调系统的维修与保养也比固定式频繁，空调装置中风路系统在吸入新风时常常会将尘土吸入，堵塞过滤网及蒸发器，在清洗过程中又往往会把制冷剂泄放到大气中去。造成臭氧层消耗，破坏了环境。

目前大部分小汽车（主要指民用轿车）上用的制冷剂有R-12制冷剂和R-134a制冷剂两种。R-12制冷剂是一种普通制冷剂，含有会破坏臭氧层的物质--氟利昂，而且在明火下会生成对人体有害的物质；而R-134a是一种新型环保制冷剂，具有无毒、无色、不燃不爆、热稳定性好等性质，更重要的是R-134a制冷剂不损害臭氧层。
　　这两种制冷剂的化学结构互不相同，所以在汽车上是不通用的。而且它们配套使用的润滑油油也不可互溶。R-134a制冷剂要求必须采用全合成型的高档润滑油（PAG润滑油），普通矿物型润滑油不能用。如果R-134a制冷剂配套普通矿物型润滑油，会发生制冷剂与润滑油之间的化学反应，产生大量的、不能消解的“气泡”堵住膨胀阀，造成汽车不再制冷，同时还会令空调系统损坏，如对胶管的腐蚀等。现在大量家用轿车夏季空调不制冷，大部分原因是车主选用价格较低的普通矿物型润滑油造成的。R134a之所以用来替代R12，是因为其热力性质与R12相似，是一种不含氯的氟利昂，其臭氧破坏系统为零，所以，现在的新车基本都已使用R134a，即人们常说的环保制冷剂。