L’évaporateur remplit la fonction opposée à celle d’un condenseur dans le système A/C. L’évaporateur absorbe la chaleur extérieure, l’air chaud, tandis que le condenseur dissipe cette chaleur dans l’air extérieur. Pour refroidir l’air chaud (extérieur) avant qu’il ne se déplace dans la cabine de la voiture, l’air est « poussé » à travers les ailettes de l’évaporateur froid. À l’intérieur de l’évaporateur s’écoule un réfrigérant liquide à basse pression et à basse température (brouillard), qui change d’état en réfrigérant gazeux en absorbant cette chaleur de l’air extérieur chaud.
Le réfrigérant vaporisé est ensuite aspiré dans le compresseur, comprimé davantage et transporté vers le condenseur, où il change d’état en liquide en dissipant la chaleur dans l’air extérieur. Le réfrigérant liquide se rend ensuite à la soupape d’expansion et retourne à l’évaporateur. Ce processus s’appelle le cycle du réfrigérant.