Et klimaanlæg fungerer på samme måde som et køleskab. Kølemidlet cirkulerer igennem systemet og ændrer sin tilstand fra væske til gasform. Der er fire processer i en "kølemiddelcyklus".

1 Kompressoren, der pumper kølemidlet rundt i systemet, er hjertet i et klimaanlæg. Før kompressionen er kølemidlet en gasart med lavt tryk. Ved kompressionen bliver gasarten komprimeret til en højtryksgas og samtidig opvarmet og ledt til en varmeveksler (kondensator).

2 I varmeveksleren afgiver den opvarmede og komprimerede gas sin varme til udeluften og bliver samtidig en underkølet væske med højt tryk.

3 Den underkølede væske med højt tryk ledes igennem en drøvleventil (termoventil), der reducerer trykket, hvilket bevirker, at temperaturen på kølemidlet falder drastisk. Resultatet er en kold kølemiddelvæske med lavt tryk. 

4 Denne væske ledes igennem en varmeveksler (indendørsdel), hvor den optager varmen fra rummet ved en fordampning og samtidig omdannes til en gasart med lavt tryk. Gassen føres tilbage til kompressoren, hvor processen starter forfra.

Såfremt der er tale om en varmepumpe, kan processen vendes.