在日常生活中我们可以看到，一杯热水会自然地冷却到周围的环境温度为止，一块冰会在0℃以上的环境中自然融化成水。但是水不会自发地降低到比周围空气更低的温度而结冰。这些现象说明自然界的一个基本规律：热只能自发地从高温物体传给低温物体，而相反的过程不能自发地进行。
用人为的方法获得比环境更低的温度，是可以实现的。但是，这需要花费一定的代价，即消耗一定的能量（功，电能等）才能实现。这种人为地获得低温的过程，就叫“制冷”。
我们常见的冰箱、空调机就是靠制冷机实现制冷过程而获得低温的。它必须要消耗电能，带动压缩机工作。制冷机中循环工作的物质叫“制冷剂”。它是一种低沸点的物质，常用的有氨、氟里昂等。将这些工质在气态压缩后，在常温下就能在冷凝器中放出热量而冷凝成液体。再通过节流膨胀降压，使其饱和温度降低到比环境更低的温度。它就可以通过在蒸发器中蒸发吸热，来冷却别的物质（空气、水、食物等），达到制冷的目的。工质本身则在蒸发器中吸热气化后，又返回到压缩机中再次压缩。如此循环地工作，实现连续制冷。
在制氧机中，要将空气温度降低到液化温度，这也是一个制冷过程，因此，必须有压缩机，并以消耗电能为代价。只是制氧机中是以空气为工质，靠将空气先压缩、再膨胀的方法达到降温的目的。然后再来冷却空气本身，直至达到液化温度而被液化。
