В основе работы кондиционера лежит перемещение тепла сжиженным газом, который называют хладагентом, в процессе перехода его из жидкости в пар и обратно. Температура кипения хладагента намного ниже температуры кипения воды. Например, температура кипения наиболее часто используемого хладагента - фреона R-22 составляет 5-10°С, в то время как вода кипит при температуре 100°С.
Благодаря работе компрессора, размещенного в наружном блоке, во внутреннем блоке создается пониженное давление. Температура хладагента в этот момент равна 5-10°С, поэтому он начинает кипеть и переходит в пар. Необходимая для этого энергия поступает от теплого воздуха помещения, отдающего часть своего тепла хладагенту. Охлажденный таким образом воздух возвращается вентилятором внутреннего блока обратно в помещение.
В то же время парообразный хладагент, проходя через компрессор наружного блока, сжимается под воздействием высокого давления и температура его увеличивается до 50-60°С. Далее горячий пар охлаждается в наружном блоке и снова превращается в жидкость, отдавая тепло окружающему воздуху при помощи вентилятора наружного блока. И даже если температура окружающей среды достигает 40-45°, она все же ниже температуры хладагента. После конденсатора жидкий хладагент пропускается через капиллярную трубку. Давление при этом резко падает и температура хладагента вновь опускается до 5-10°С, в результате чего жидкость снова начинает кипеть в испарителе, поглощая тепло из охлаждаемого помещения.
Таким образом, при работе кондиционера происходит перенос тепла из среды, в которой находится испаритель (внутреннее помещение) в ту среду, где находится конденсатор (улица).