Der Kältemittelkreislauf bildet das Herzstück jeder Kälte- und Klimaanlage. Er besteht aus vier Hauptkomponenten: Verdichter, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer. Das Kältemittel nimmt im Verdampfer Wärme aus dem zu kühlenden Medium auf und verdampft dabei. Der Verdichter erhöht Druck und Temperatur des Dampfes. Im Kondensator gibt das Kältemittel die Wärme an die Umgebung ab und kondensiert. Das Expansionsventil senkt den Druck vor dem erneuten Eintritt in den Verdampfer. Gebräuchliche Kältemittel sind HFKWs wie R410A oder R32 sowie natürliche Kältemittel wie R290 (Propan) oder R744 (CO₂). Die EU-F-Gas-Verordnung regelt den schrittweisen Ausstieg aus hochglobalen Treibhausgasen.