انتقال حرارت از محیطی با دمای بالاتر به محیط با دمای پایین تر به صورت طبیعی صورت می گیرد؛ ولی عکس این عمل احتیاج به صرف کار مکانیکی دارد و این همان قانون دوم ترمودینامیک است. از لحاظ ترمودینامیک جهت دستیابی به سرما باید چرخه تبرید (چرخه معکوس کارنو) طی شود. تغییرات فازی در این سیکل بر روی سیالی به نام مبرد صورت می گیرد. این چرخه در شکل (a) نشان داده شده است.

چرخه تبرید شامل چهار مرحله اصلی زیر است:

• مرحله تراکم آدیاباتیک
• مرحله دفع حرارت در فشار ثابت
• مرحله انبساط آدیاباتیک
• مرحله جذب حرارت در فشار ثابت

همانطور که در شکل (b) نشان داده شده است، در یک سیکل تبرید گرمای موجود در محیط از طریق سیال واسط (مانند آب یا هوا) در یک مبدل حرارتی (اواپراتور) به سیالی که در فرایند سرمایش تراکمی در گردش است منتقل و منجر به تبخیر این سیال (مبرد) می شود (مرحله 1). مبرد پس از متراکم شدن در کمپرسور (مرحله 2)، وارد مبدل حرارتی دیگر (کندانسور) شده (مرحله 3) و انرژی حرارتی خود را به سیال دیگر (هوا در کندانسورهای هوایی یا آب در کندانسورهای آبی) منتقل می نماید و پس از آن با کاهش مجدد فشار توسط شیر انبساط (مرحله 4) وارد اپراتور شده و پس از ورود به اواپراتور، افت فشار موجب تبخیر سیال شده و در نتیجه ی عمل تبخیر سیال خنک کننده، خنک کاری بخش های مرتبط با اواپراتور صورت می گیرد. در نهایت گاز ناشی از تبخیر نیز به کمپرسور برای شروع مجدد فرآیند وارد می شود.

در چرخه تبرید تراکمی معمولا از گازهای CFC و HCFC برای تبرید استفاده می‌شود.

در صورتی که انرژی حرارتی در کندانسور به آب منتقل شود، یک مرحله دیگر به این فرایند اضافه خواهد شد و آن انتقال حرارت از آب به هوای محیط است که در برج خنک کن (کولینگ تاور Cooling Tower) اتفاق خواهد افتاد.