Hệ thống điều hòa không khí trung tâm bao gồm hai thành phần chính: bộ xử lý không khí trong nhà và bộ nén ngoài trời. Bộ xử lý không khí chứa cuộn dây bay hơi và quạt để đẩy không khí qua các đường ống, trong khi dàn nóng. thiết bị chứa máy nén, cuộn dây bình ngưng và quạt hút.
Hai nửa của hệ thống không khí trung tâm hoạt động như một máy bơm nhiệt một chiều. Chất làm mát chảy qua các đường ống đến cuộn dây của thiết bị bay hơi, nơi nó hấp thụ nhiệt từ không khí đi qua bộ xử lý không khí và trở thành khí. Khí làm mát áp suất thấp chảy đến máy nén, tại đây nó được điều áp và nhiệt độ của nó tăng lên. Khí có áp đi đến cuộn dây của bình ngưng, nơi nó giải phóng nhiệt ra môi trường bên ngoài và nguội đi nhanh chóng. Sau đó, chất làm mát được làm lạnh sẽ chảy ngược vào bên trong để hấp thụ nhiều nhiệt hơn.
Ngoài việc làm mát không khí, hệ thống không khí trung tâm còn đóng vai trò như một máy hút ẩm cho cả ngôi nhà. Khi không khí nguội đi, lượng hơi nước mà nó có thể giữ lại giảm. Độ ẩm dư thừa này ngưng tụ trên bề mặt được làm lạnh của cuộn dây bay hơi, nơi nó chảy vào khay thu và sau đó thoát ra ngoài qua một ống thoát nước.
Một máy điều hòa không khí trung tâm chỉ có thể truyền nhiệt theo một hướng. Mặt khác, một máy bơm nhiệt có thể đảo ngược. Vào mùa đông, hệ thống hấp thụ nhiệt từ không khí ngoài trời hoặc mặt đất và giải phóng nhiệt đó vào trong nhà.
