Podstawowa zasada HVAC opiera się na cyklach termodynamicznych, wykorzystując transfer energii do regulacji temperatury, wilgotności i jakości powietrza w pomieszczeniu.
Jego działanie opiera się przede wszystkim na podstawowym prawie przenoszenia ciepła z wysokich do niskich temperatur, wykorzystując przemianę fazową czynnika chłodniczego (ciecz w gaz) pod różnymi ciśnieniami w celu absorpcji lub uwolnienia ciepła. Biorąc za przykład najpopularniejszy cykl chłodniczy ze sprężaniem pary, system składa się z czterech podstawowych komponentów, które współpracują ze sobą w celu transportu ciepła:
Sprężarka: jako „serce” systemu, spręża ona gaz chłodniczy o niskiej-temperaturze i-ciśnieniu w gaz o wysokiej-temperaturze i-ciśnieniu, zwiększając w ten sposób poziom energii.
Zawór rozprężny: ciekły czynnik chłodniczy pod wysokim ciśnieniem ulega dławieniu, powodując gwałtowny spadek ciśnienia i temperatury, przekształcając się w mokrą parę o niskiej-temperaturze i-ciśnieniu, przygotowującą się do następnego etapu absorpcji ciepła.
Parownik: Czynnik chłodniczy o niskiej-temperaturze i-ciśnieniu pochłania ciepło z powietrza w pomieszczeniu w parowniku, odparowując do postaci gazowej, chłodząc i osuszając w ten sposób powietrze, uzyskując „absorpcję ciepła przez parowanie”.
Skraplacz: w tym przypadku wysoko-temperaturowy i-ciśnieniowy gaz chłodniczy uwalnia ciepło na zewnątrz (zwykle powietrze zewnętrzne), schładzając i skraplając do cieczy pod wysokim-ciśnieniem, co powoduje „kondensację i uwolnienie ciepła”.