油冷机也叫冷油机，依据制冷系统原理，低温低压的液态冷媒在蒸腾器里面与周围水进行热交换蒸腾器吸收油的热量，蒸腾成低温低压的气态，蒸腾进程中冷媒温度不变，低温低压气态的冷媒进入到紧缩机。
经紧缩机紧缩，被紧缩成高温高压的气态，然后进入冷凝器，在冷凝器里与室内的介质进行热交换，高温高压的气态的部份热量被介质吸收，介质温度升高，冷媒放热变成高温高压液态，冷凝器进程温度不变。
然后进入膨胀阀进行节流，节流是敏捷降温的进程，冷媒变成低温低压的液态，此进程后的冷媒再进入到蒸腾器进行换热蒸腾，从而实现制冷系统的整个进程，这种循环是接连进行的，油才得以接连不断的制冷。冷油机的制冷量与环境温度及出水温度不同而变化。
设备实际发热量亦会因为不同的工件、模具、参数等发生变化；使用冷油机后温度下降，连接管路、水箱、油箱、模具、主轴、设备表面温度会低于环境温度，因此会吸收热量导致负荷增大；在工业冷却的实际使用中许多情况是无法准确使用以上方法核算的，这时只能通过经验数据、同类设备类比等方法估算。
