氣體在膨脹時，溫度會降低(等壓過程、等容過程及等溫膨脹，從而得到冷效應。這種制冷方法歸納起來可分為節流法和可逆膨脹法兩種方式。節流制冷是利用焦耳湯姆遜效應制冷。在節流過程中，工質的焓量不變；如果是理想氣體，其溫度也不變。但實際氣體經過節流過程后，它的溫度會降低。簡單的節流原理的制冷方法是在一容器內裝有高壓氣體，容器與冷藏室相通，其間裝有一個多孔氣閥。當閥開放時，高壓氣體就沖入冷藏庫。因氣體是由高壓節流至低壓，溫度常低于室溫，因此氣體逸出時必吸收冷藏室中的熱量。氣體節流后溫度降低，但這種溫度下降很微小，。就制冷目的來說；這溫度還是太高，只有先將高壓氣體的溫度降低，才能取得更好的效果。倡如利用氣體本身作回冷式或再生式冷卻，那就可以得到良好的冷卻效應。按這一原理，可將溫度降低到足夠使部分氣體液化，有人曾應用這個原理設計一液化空氣機。該機雖然很簡單且能得到極低的溫度，但效率低，不適于大量生產，只能在實驗室中制造液態氣體之用。可逆膨脹制冷是利用氣體的可逆膨脹得到冷效應。
   
　　一般當氣體膨脹時必作功；作功能量的來源是氣休本身的內能量及由外界吸取的熱量。在膨脹以后，氣體的內能量必減少。這是因為氣體的溫度與內能有密切關系，內能量減少，溫度降低。如將高壓氣體與外界絕熱，膨脹時所作的功，全部由氣體本身的內能量供給，因此氣體內能量的減少很大。換句話說，溫度的降落也很大，并且在這個制冷系統中，氣體膨脹所作的功是可以利用的。通常膨脹機都與冷庫壓縮機連接，可以供給．