Klimatizačná jednotka funguje podobne ako chladnička. Chladivo preteká cez chladiaci okruh a mení svoj stav. V okruhu chladiva sú štyri hlavné prvky:
1. Kompresor, ktorý prečerpáva chladivo v systéme, je srdcom klimatizačnej jednotky. Pred kompresorom je chladivo vo forme plynu s nízkou teplotou. Vďaka kompresoru sa plyn stláča na vysoký tlak, čím sa ohrieva a postupuje ku kondenzátoru.
2. Plyn s vysokou teplotou a vysokým tlakom uvoľňuje v kondenzátore svoje teplo do vonkajšieho vzduchu a kondenzáciou plynu na kvapalinu sa z neho stáva podchladená vysokotlaková kvapalina.
3. Vysokotlaková kvapalina prechádza cez expanzný ventil, ktorý znižuje tlak a kvapalina sa opätovne zmení na zmes studeného plynu a kvapaliny s teplotou nižšou ako je teplota ochladzovaného priestoru. Takto vzniká chladná nízkotlaková chladiaca kvapalina.
4. Nízkotlakové chladivo tečie do výparníka, kde sa úplne odparí, pričom absorbuje teplo z okolitého vzduchu a stáva sa z neho nízkotlakový plyn. Plyn je nasávaný späť do kompresora, kde okruh chladiva začína odznova.
V prípade tepelného čerpadla (režimu vykurovania) sa okruh otočí pomocou 4-cestného ventilu a z kondenzátora sa stane výparník a z výparníka kondenzátor.
