Temeljni princip HVAC-a temelji se na termodinamičkim ciklusima, korištenjem prijenosa energije za regulaciju unutarnje temperature, vlažnosti i kvalitete zraka.
Njegov rad prvenstveno se oslanja na temeljni zakon prijenosa topline s visokih na niske temperature, koristeći promjenu faze rashladnog sredstva (tekućina u plin) pri različitim tlakovima za apsorbiranje ili otpuštanje topline. Uzimajući kao primjer najčešći ciklus hlađenja kompresijom pare, sustav se sastoji od četiri osnovne komponente koje zajedno rade na prijenosu topline:
Kompresor: Kao "srce" sustava, on komprimira rashladni plin niske-temperature,-tlaka u plin visoke-temperature, visokog{3}}tlaka, povećavajući njegovu razinu energije.
Ekspanzijski ventil: Tekuće rashladno sredstvo pod visokim-tlakom prolazi kroz prigušivanje, uzrokujući brzi pad tlaka i temperature, pretvarajući se u mokru paru niske-temperature,-tlaka, pripremajući se za sljedeći korak apsorpcije topline.
Isparivač: rashladno sredstvo niske-temperature i niskog{1}}tlaka apsorbira toplinu iz unutarnjeg zraka unutar isparivača, isparavajući u plin, čime hladi i odvlažuje zrak, postižući "apsorpciju topline isparavanjem".
Kondenzator: ovdje rashladni plin visoke-temperature i visokog{1}}tlaka oslobađa toplinu van (obično vanjski zrak), hladi se i pretvara u tekućinu pod visokim{2}}tlakom, postižući "kondenzaciju i oslobađanje topline."