热力学基础
空调的工作原理与热力学有关，特别是热力学第一定律，它规定了能量守恒。根据这个定律，一个封闭系统的总能量不变，只能以工作、内在能（如温度变化）、或质量变化（如物质转移）等形式发生转换。在空调中，这意味着制冷过程必须伴随一定的功耗。
温差和效率
为了实现制冷效果，空调需要利用温度差来驱动工作物质。通常情况下，室外环境比室内环境更为炎热，因此可以利用这种温差来实现从高温到低温的传递。这涉及到一个关键问题，即如何最小化功耗以最大化效率。高效空调往往采用优化设计，如使用节能型压缩机和优化流体动力学，以减少能源消耗。
压缩蒸发循环
压缩蒸発循环是目前广泛应用于空调中的制冷技术之一。这一技术通过将一种易挥发且具有较低沸点液体作为工作介质，将其从液态充填至容器中，然后用电机驱动的压缩机进行加热，使其变成气态。在这一过程中，由于温度升高，气体膨胀并释放大量内部能，这些内在能被用于降低房间中的温度，从而达到制冷目的。
凝结与扩散作用
当经过加热后的气体进入过滤器后，它会继续向前流动，在那里它会遇到一个称作“扩散板”的部件。当气体通过扩散板时，其内部分子会因为摩擦作用而失去速度，最终逐渐凝聚成液态。此时，因为气体已经释放出了部分水汽，所以变得更加密集，并开始沿着吸管流向下方的一系列风扇或者排水口，以便进一步处理或排出。
再次加速与重复循环
最后，当液态回到了起始位置——即容器顶部时，再次被送入压缩机进行再次加速并重新开始整个循环。这样不断地反复操作使得房间保持在设定的舒适温度范围之内，同时也保证了整个系统对外界环境持续输出干燥、高浓度冰镇雾气或干燥冰粒，从而有效地降低周围环境湿度，为人提供舒适居住空间。此外，还有其他类型如吸收式、燃烧式等不同类型的制冷技术，但基本原理上都是建立在相同物理法则之上的调整和改进。
