Zasada działania klimatyzatora jest identyczna jak lodówki. Następuje w wyniku przemiennego parowania i skraplania się czynnika chłodzącego. Cały ten proces dokonuje się w obiegu zamkniętym.
Agregat jest zbudowany ze sprężarki, skraplacza, wentylatora, elektronicznego zaworu rozprężanego, zaworu czterodrogowego i płytki elektronicznej wraz z czujnikami. Sprężarka tłoczy czynnik w postaci gazu, który przechodzi przez skraplacz. Tam dzięki ochłodzeniu skrapla się i przechodząc przez zawór rozprężny transportowany jest do jednostki wewnętrznej gdzie następuje parowanie gazu, a co za tym idzie oddawanie tzw. "chłodu" . Po odparowaniu czynnik w postaci gazu zasysany jest do spręzarki. Zastosowanie wentylatorów - skraplacza i parownika było niezbędne do osiągnięcia dużych mocy chłodniczych przy stosunkowo nie wielkich rozmiarach agregatu i jednostki wewnętrznej.
Obecnie wszystkie klimatyzatory produkowane są w technologii inverterowej. Oznacza to, że prędkość obrotowa silnika sprężarki jest zmienna. Rozwiązanie te niesie za sobą wiele zalet, m.in. mniejsze zużycie prądu i mniejsze wahania temperatury w klimatyzowanym pomieszczeniu. Zastosowanie sprężarki o zmiennej prędkości obrotowej wymusiła zastosowanie elektronicznego zaworu rozprężnego, który zwiększa lub zmniejsza dławienie przepływu gazu w zależności od aktualnej prędkości sprężarki. Zawór zbudowany jest z silnika krokowego, który dostaje impulsy od płytki elektronicznej, ta zaś mierzy przy pomocy czujników temperatury i ciśnienia temperaturę przegrzania gazu w parowniku, aby efekt chłodzenia był jak najbardziej efektywny. Słyszalne przy podaniu zasilania ciche postukiwania to właśnie zawór rozprężny, który się właśnie pozycjonuje- sprawdza swoje położenie.
Obecne klimatyzatory są również wyposażone w funkcję grzania. Dzieję się tak dzięki wbudowaniu zaworu czterodrogowego, który powoduję odwrócenie przepływu gazu. Odwrócenie przepływu powoduje, że parownik jest skraplaczem, zaś skraplacz parownikiem. Przy przełączeniu zaworu sprężarka tłoczy gaz o wysokiej temperaturze do jednostki wewnętrznej gdzie oddając ciepło skrapla się i w postaci cieczy transportowany jest do agregatu gdzie następuję parowanie a co za tym idzie tzw. "oddawanie chłodu".