Princíp fungovania automobilovej klimatizácie je rozdelený hlavne do štyroch procesov:
1. Proces kompresie
Kompresor autoklimatizácie nasáva nízkoteplotný a nízkotlakový plyn na vstupe do výparníka a následne ho stláča na vysokoteplotný a vysokotlakový plyn, ktorý sa vypúšťa z kompresora.
2. Proces odvádzania tepla
Po vstupe vysokoteplotného a vysokotlakového chladiaceho plynu do kondenzátora autoklimatizácie kondenzuje do kvapaliny a uvoľňuje veľké množstvo tepla.
3. Proces škrtenia
Po prechode chladiacej kvapaliny s vyššou teplotou a tlakom cez expanzné zariadenie autoklimatizácie sa zväčší jej objem, zníži sa tlak a teplota a je vypustená z expanzného zariadenia.
4. Endotermický proces
Potom, čo sa hmlistá chladiaca kvapalina dostane do výparníka autoklimatizácie, absorbuje veľké množstvo okolitého tepla a potom sa para chladiva s nízkou teplotou a nízkym tlakom opäť dostane do kompresora. V procese práce na princípe automobilovej klimatizácie sa vykonáva opakovane, aby sa dosiahol cieľ zníženia teploty vzduchu okolo výparníka.