L'evaporatore svolge la funzione opposta a un condensatore all'interno del sistema A/C. L'evaporatore assorbe il calore dall'esterno, l'aria calda, mentre il condensatore dissipa questo calore nell'aria esterna. Per raffreddare l'aria calda (esterna) prima che entri nell’abitacolo dell'auto, l'aria viene spinta attraverso le alette dell'evaporatore freddo. All'interno dell'evaporatore scorre a bassa pressione il refrigerante liquido a bassa temperatura , che cambia stato in refrigerante gassoso assorbendo questo calore dall'aria esterna calda.
Il refrigerante vaporizzato viene quindi aspirato nel compressore, compresso ulteriormente e trasportato al condensatore, dove cambia stato in liquido dissipando calore all'aria esterna. Il refrigerante liquido poi viaggia alla valvola di espansione e torna all'evaporatore. Questo processo è chiamato ciclo refrigerante.