کولرگازی ها از همان اصول عملکرد و اجزای اصلی یخچال استفاده می کنند. یخچال ها از انرژی (معمولاً برق) برای انتقال گرما از فضای خنک داخلی یخچال به محیط نسبتاً گرم خانه شما استفاده می کنند. به همین ترتیب، یک کولرگازی  از انرژی برای انتقال گرما از فضای داخلی خانه شما به محیط نسبتاً گرم بیرون استفاده می کند.

 کولرگازی با یک کویل سرد داخلی به نام اواپراتورهوای محیط را  خنک می کند.  و از طریق کندانسور، که یک سیم پیچ گرم در فضای باز است ، گرمای جمع آوری شده را در بیرون آزاد می کند. در واقع  کویل های اواپراتور و کندانسور لوله های مارپیچی هستند که با پره های آلومینیومی احاطه شده اند. این لوله معمولا  برای دوام بالا در برابر رطوبت از مس ساخته شده است.

 پمپی که "کمپرسور" نامیده می شود، سیال انتقال حرارت (یا مبرد) را بین اواپراتور و کندانسور حرکت می دهد. پمپ  مبرد را از مدار لوله و پره های سیم پیچ ها عبور می دهد و مبرد مایع در کویل اواپراتور داخلی تبخیر می شود و گرما را از هوای داخل بیرون می کشد و خانه شما را خنک می کند.

گاز مبرد داغ در خارج از منزل به کندانسور پمپ می شود و در آنجا دوباره به مایع تبدیل می شود و گرمای خود را به هوای بیرونی که روی لوله و باله های فلزی کندانسور جریان دارد، می دهد.

 به بیانی دیگر ابتدا گاز مبرد  فشرده می‌شود و با فشار بالا به سمت کندانسور حرکت می‌کند. در این مرحله، گاز مبرد گرمای خود را از دست می دهد و به حالت مایع تبدیل می‌شود. سپس این مایع از طریق شیر انبساط کولرگازی به صورت فشرده شده خارج می شود و با کاهش فشار به سمت ورودی اواپراتور می رود.

در داخل اواپراتور، مایع مبرد به حالت گازی تبدیل می‌شود و سرمای خود را به سیم‌پیچ‌های اواپراتور منتقل می‌کند. به دین ترتیب هوای اتاق از طریق یک فن خنک‌ کننده وارد پنل داخلی و قطعات کولرگازی می شود و با عبور از سیم‌پیچ‌ها سرد شده و سپس باد خنک شده وارد محیط می شود

فرایند کلی این به صورت زیر است:

*/   هوای گرم وارد سیستم می ‌شود و توسط فن خنک کننده از سمت پنل داخلی به داخل سیستم هدایت می‌شود.

*/    هوا از بین سیم ‌پیچ‌های اواپراتور عبور می‌کند. در این مرحله، مایعی که در سیم‌ پیچ‌ها وجود دارد، از حالت مایع به حالت گازی تبخیر می‌شود و حرارت مورد نیاز          برای تبخیر از هوا استخراج می ‌شود. بنابراین، هوا سرد شده و به سمت خروجی اواپراتور هدایت می‌شود.

*/    در خروجی اواپراتور، هوای سرد به داخل اتاق منتقل می‌شود و هوای گرم تر را جایگزین می‌کند.

*/    مایع تبخیر شده که همچنان دارای حالت گازی است، توسط کمپرسور مکش شده و فشار آن افزایش می‌یابد.

*/    مایع گازی درون کمپرسور به سمت کندانسور می‌رود. در این مرحله، گرمای موجود در مایع به محیط خارج منتقل می‌شود و مایع تبدیل به مایعی با فشار بالا             می‌شود.

*/    مایع خروجی از کندانسور از شیر انبساط عبور می‌کند و به دلیل افت فشار، حالت دو فازی (مایع و گاز) به خود می‌گیرد. سپس به سمت ورودی اواپراتور هدایت          می‌شود تا مجدداً به حالت گازی تبخیر شود و فرایند سرمایش را تکرار کند.

این سیکل سرمایش توسط سیستم تهویه هوا بارها تکرار می‌ شود تا هوای داخل اتاق را خنک کند.

در طول نیمه دوم قرن بیستم، تقریباً همه دستگاه‌های تهویه مطبوع از کلروفلوئوروکربن‌ها (CFC) به عنوان مبرد خود استفاده می‌کردند، اما از آنجایی که این مواد شیمیایی به لایه اوزون زمین آسیب می‌رسانند، تولید CFC در ایالات متحده در سال 1995 متوقف شد.