這是氣化吸熱過程,制冷劑經節流過程后,成為氣液混合體,但其中液體占比例的大部分。降壓后的制冷劑液體在蒸發器的流動過程中,激烈進行吸熱氣化,稱為沸騰,這一步才是獲得制冷效應的熱力過程,是制冷系統的最終目的。這一過程在蒸發器內進行,此后變為氣態的制冷劑再經過壓縮進入冷凝過程。

 在制冷系統中,蒸發器是經節流后的濕蒸氣在其中表發吸熱的熱力設備,是產生冷源的換熱器。進入蒸發器的是低溫低壓的飽和濕蒸氣,就是說,制冷劑流進蒸發器前已達到了所設定的蒸發溫度t₀和蒸發壓力P₀,這是由于經過節流的結果。進入蒸發器的濕蒸氣的絕大部分是液體,只有絕小部分是蒸氣,這是由于節流時壓力下降,一部分液體汽化吸收了未汽化液體的熱量,才使制冷劑達到t₀的溫度。進入蒸發器的蒸氣比例,要看進節流器的液體的過冷程度。過冷度大,則節流后含的蒸氣量少;過冷度小,則節流后含的蒸氣量大。蒸發溫度t₀的高低，取決于其對應的蒸發壓力P₀,而P₀由節流元件調整與控制。

蒸發器的型式很多,作為空調用的蒸發器主要用來冷卻空氣,還有少部分是用來冷卻水的蒸發器,即冷水機組。