液體汽化制冷是利用液體汽化時的吸熱、冷凝時的放熱效應來實現制冷的。液體汽化形成蒸汽。當液體（制冷工質）處在密閉的容器中時，此容器中除了液體及液體本身所產生的蒸汽外，不存在其他任何氣體，液體和蒸汽將在某一壓力下達到平衡，此時的汽體稱為飽和蒸汽，壓力稱為飽和壓力，溫度稱為飽和溫度。平衡時液體不再汽化，這時如果將一部分蒸汽從容器中抽走，液體必然要繼續汽化產生一部分蒸汽來維持這一平衡。 液體汽化時要吸收熱量，此熱量稱為汽化潛熱。汽化潛熱來自被冷卻對象，使被冷卻對象變冷。為了使這一過程連續進行，就必須從容器中不斷地抽走蒸汽，并使其凝結成液體后再回到容器中去。從容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成液體，則所需冷卻介質的溫度比液體的蒸發溫度還要低，我們希望蒸汽的冷凝是在常溫下進行，因此需要將蒸汽的壓力提高到常溫下的飽和壓力。

制冷工質將在低溫、低壓下蒸發，產生冷效應；并在常溫、高壓下冷凝，向周圍環境或冷卻介質放出熱量。蒸汽在常溫、高壓下冷凝后變為高壓液體，還需要將其壓力降低到蒸發壓力后才能進入容器。

液體汽化制冷循環是由工質汽化、蒸汽升壓、高壓蒸汽冷凝、高壓液體降壓四個過程組成。