熱力膨脹閥普遍用于氟利昂制冷系統，其開啟度通過感溫機構的作用隨蒸發器出口處制冷劑溫度變化而自動變化，達到調節制冷劑供液量的目的。熱力膨脹閥主要由閥體、感溫包和毛細管組成。熱力膨脹閥按膜片平衡方式不同，分為內平衡式和外平衡式。
制冷工程中制冷劑在蒸發器和冷凝器內的狀態視為飽和狀態，也就是說蒸發器內的蒸
發很度及冷凝器內的冷凝溫度均視為飽和溫度，因此蒸發壓力和冷凝壓力也就視為飽和壓力。
飽和壓力的條件下，繼續加熱飽和蒸汽使其溫度高于飽和溫度，該狀態稱為過熱，蒸汽稱為過熱蒸汽，此時的溫度稱為過熱溫度。過熱溫度與飽和溫度的差稱為過熱度。制冷系統中壓縮機吸的氣往往是過熱蒸汽。若忽略管道的微波壓力損失，那么壓縮機吸氣溫度與蒸發溫度的差值就是在蒸發壓力下制冷劑蒸汽的過熱度。例如R12，當蒸發壓力為 0. 15MPa時，蒸發溫度為-20℃，若吸氣溫度為-13℃時，那么過熱度為7℃。
制冷壓縮機排氣管內的蒸汽均為冷凝壓力下的過熱蒸汽，排氣溫度與冷凝溫度的差值也是蒸汽的過熱度。
飽和液體在飽和壓力不變的條件下繼續冷卻至飽和溫度以下則稱為過冷，該液體稱為過冷液體。過冷液體的溫度稱為過冷溫度，過冷溫度與飽和溫度的差值稱為過冷度。例如R717，在1. 19 MPa壓力下，其飽和溫度為30 ℃，若此氨液仍在1.19 MPa壓力下繼續放熱降溫，就形成過冷氨液，如果降低了5℃，則過冷氨液溫度為25℃，其過冷度為5℃。
大多數熱力膨脹閥的過熱度在出廠前調定在5-6 ℃，閥的結構保證過熱度再提高2℃時閥就處于全開位置，以及過熱度約為2℃時膨脹閥將處于關閉狀態。控制過熱度的調節彈簧的調節幅度為3-6℃。
一般說來，熱力膨脹閥調定的過熱度越高，蒸發器的吸熱能力就越低，因為提高過熱度要占蒸發器尾部相當一部分傳熱而以便使飽和蒸汽在此得到過熱，這就占據了一部分蒸發器傳熱面積.使制冷劑汽化吸熱的面積相對減少.也就是說蒸發器的表面未能得到充分利用。但是過熱度太低有可能使制冷劑液體帶入壓縮機，產生液擊的不利現象。因此過熱度的調節要適當，既要確保有足夠的制冷劑進入蒸發器，又要防止液體制冷劑進入壓縮機。
當制冷劑流經蒸發器的限力較小時，最好采用內平衡式熱力膨脹閥；反之，當蒸發器阻力較大，即超過0.03 MPa時，應采用外平衡式熱力膨脹閥。
