Tủ đông và tủ lạnh hoạt động theo cách giống nhau bằng cách sử dụng chất làm lạnh để truyền nhiệt từ bên trong thiết bị ra bên ngoài. Trong các thiết bị kết hợp, không khí từ ngăn đá được sử dụng để làm mát ngăn tủ lạnh.
Để tạo ra nhiệt độ lạnh bên trong tủ đông, chất làm lạnh được chuyển động theo chu kỳ lặp đi lặp lại qua một hệ thống nơi nó thay đổi trạng thái từ khí sang lỏng và trở lại. Để bắt đầu chu trình, máy nén sẽ tạo áp suất cho chất làm lạnh ở trạng thái khí. Nén chất khí làm nhiệt độ tăng lên. Sau đó, nó được chạy qua một cuộn dây ngưng tụ, nơi nhiệt được truyền ra không khí bên ngoài và khí ngưng tụ thành chất lỏng.
Chất lỏng, vẫn còn ở áp suất cao, được đưa qua một van giãn nở. Van giãn nở làm giảm áp suất của chất lỏng, và nó bắt đầu biến đổi trở lại thành chất khí và giảm nhiệt độ. Sau đó, chất làm lạnh được chuyển qua các cuộn dây của dàn bay hơi trong tủ đông. Khi đi qua các cuộn dây của dàn bay hơi, chất làm lạnh tiếp tục biến đổi thành khí hấp thụ nhiệt từ không khí được quạt lưu thông qua các cuộn dây. Từ các cuộn dây của dàn bay hơi, chất làm lạnh, bây giờ là khí, quay trở lại bình ngưng để bắt đầu lại chu trình.
Tủ lạnh không có ngăn đá hoạt động theo kiểu tương tự, trong khi tủ lạnh có ngăn đá sử dụng hơi lạnh từ ngăn đá để làm mát ngăn tủ lạnh.
