冰柜的基本作用是制冷，使箱内保持适当的低温。制冷系统一般由压缩机、冷凝器、毛细管或热力膨胀阀、蒸发器四个基本部件组成。制冷剂是一种能在低压下低温沸腾的液体，在沸腾时吸收热量，制冷剂在制冷系统中不断循环，压缩机提高制冷剂的气体压力，造成液化条件，通过冷凝器时凝结液化放出热量，然后通过毛细管时降低压力与温度，再通过蒸发器时沸腾汽化吸收热量，另现今发展运用制冷二极管，无复杂之机械装置，惟效能较差，运用于小型冰箱。
冰柜原用F12（氟利昂12）作制冷剂，因会破坏大气层的臭氧层，现改用R600a/R134a/R404等制冷剂。
此外，由于系统中难免存在一些水分和杂质，所以在毛细管进口端一般装有干燥过滤器。