Soğutucu, buhar sıkıştırma veya buhar emme prensibine göre çalışır. Soğutucular, yaklaşık 50°F (10°C) istenen sıcaklıkta proses suyu sisteminin soğuk tarafına sürekli bir soğutucu akışı sağlar. Soğutucu daha sonra proses boyunca pompalanır ve proses suyu sisteminin dönüş tarafına geri akarken tesisin bir alanından (örn. makine, proses ekipmanı vb.) ısı alınır.

Soğutucu, buharlaştırıcı adı verilen bir cihaz aracılığıyla proses suyu sistemine bağlanan buhar sıkıştırmalı mekanik soğutma sistemi kullanır. Soğutucu akışkan, bir soğutucunun buharlaştırıcısı, kompresörü, yoğunlaştırıcısı ve genleşme cihazı boyunca dolaşır. Bir soğutucunun yukarıdaki bileşenlerinin her birinde bir termodinamik süreç meydana gelir. Evaporatör, proses soğutucu akışı tarafından yakalanan ısının soğutucu akışkana aktarılacağı şekilde bir ısı eşanjörü olarak işlev görür. Isı transferi gerçekleştikçe soğutucu buharlaşarak düşük basınçlı bir sıvıdan buhara dönüşürken, proses soğutucusunun sıcaklığı da düşer.

Soğutucu akışkan daha sonra birden fazla işlevi yerine getiren bir kompresöre akar. İlk olarak, soğutucu akışkanı evaporatörden uzaklaştırır ve evaporatördeki basıncın, ısıyı doğru oranda emecek kadar düşük kalmasını sağlar. İkincisi, sıcaklığının yoğunlaştırıcıya ulaştığında ısıyı serbest bırakacak kadar yüksek kalmasını sağlamak için dışarı çıkan soğutucu buharındaki basıncı yükseltir. Soğutucu akışkan, kondenserde sıvı durumuna geri döner. Soğutucu akışkan buhardan sıvıya dönüşürken açığa çıkan gizli ısı, bir soğutma ortamı (hava veya su) tarafından ortamdan uzaklaştırılır.