制冷劑物理性質都有一個臨界溫度和壓力，也就是制冷劑在壓焓圖和溫熵圖上存在一個臨界點，制冷循環是在遠離臨界點的范圍內進行的，故稱之為亞臨界循環。亞臨界循環是目前制冷、空調領域廣泛應用的制冷循環形式，主要應用于普通制冷范圍內高溫和中溫制冷劑的制冷循環。但是，在普通制冷范圍內如果采用低溫制冷劑工作。冷卻介質仍是自然環境的空氣和水，則壓縮機排氣壓力會高于臨界壓力，而蒸發壓力位于臨界壓力之下，制冷劑的臨界點位于制冷循環內，這類循環稱為跨臨界循環或超臨界循環。
跨臨界制冷循環與常規蒸氣壓縮式制冷循環類似，不同之處在于制冷劑的吸熱過程和放熱過程分別在亞臨界區和超臨界區進行。
壓縮機吸氣壓力低于臨界壓力，蒸發溫度也低于臨界溫度，循環的吸熱蒸發制冷過程是在亞臨界條件下進行的，換熱過程主要依靠潛熱來完成，這與常規蒸氣壓縮式制冷循環相同，熱交換器仍是蒸發器(制冷劑發生蒸發相變);而壓縮機排氣壓力高于臨界壓力，制冷劑的放熱過程不同于常規蒸氣壓縮式制冷循環的冷凝過程，放熱過程依靠顯熱來完成，此時高壓端的熱交換器不能成為冷凝器，而稱作氣體冷卻器(制冷劑降溫而非冷凝相變)。因此。簡單單級跨臨界制冷系統包括壓縮機、氣體冷卻器、節流閥和蒸發器。
