低温の物体から熱を取り高温の物体に，その熱を移動させる冷凍サイクルにより作動する装置である．実際には常温より低い温度に冷やす操作を冷凍という．そしてこの低温発生に利用する媒体が冷媒である．現在使用されている冷凍機は，蒸気圧縮，吸収，吸着，電子，蒸気噴射や空気圧縮などの機種に分類される．これら冷凍機の基準となる最も効率の良い理想冷凍サイクルが逆カルノーサイクルである．冷凍機では低温側から汲んだ熱量と熱を運ぶために外部から行った仕事との比が冷凍機の性能を示す尺度となるが，これを冷凍機の成績係数という．さらに冷凍機の能力を表すのに，冷凍能力が用いられる．これは冷凍機が定常状態で作動している時，低温側から1時間当たり汲上げることができる熱量のことをいうが，実用上の単位としては冷凍tが用いられる．日本の冷凍分野で使われている1冷凍トンとは0℃の清水1tを24時間で0℃の氷にする冷凍能力のことで，これを日本冷凍トンJRt（＝3.86kw）という．また空気調和分野や国際的には米冷凍トンUSRt（＝3.52kW）が用いられている．