Después de pasar a través de la válvula de expansión, el refrigerante es admitido al evaporador en forma líquida. Como la presión en el evaporador es baja, el refrigerante se evapora a baja temperatura. En el exterior del evaporador hay un flujo de fluido a enfriar (agua, solución de etilenglicol, aire, etc.).
Como la temperatura de este fluido es más alta que la del refrigerante, se evapora.
Después de que todo el refrigerante se haya evaporado, sufrirá un aumento de temperatura llamado sobrecalentamiento.