汽車空調機是為汽車乘客、駕駛員和車上工作人員提供舒適空氣條件的裝置，其原理與一般單冷型空調器完全相同。但因汽車空調機安裝在行駛的汽車上，顛簸振動很劇烈，工作時環境溫度變化很大，發動機轉速變化范圍很大，所以汽車空調機的結構、連接、制冷劑種類等方面有其特殊性。
汽車空調機與獨立的空調器最明顯的不同之處是，各部件通常分別獨立安裝，驅動的動力直接來自發動機。中小型汽車常用主發動機直接驅動壓縮機，大型車則常另配一個輔助發動機驅動壓縮機。汽車空調機組成部分有壓縮機、連接軟管、冷凝器、貯液干燥過濾器、膨脹閥或節流管、蒸發器、送風系統等;其中制冷系統的構成見圖15-29。
由于汽車在各種道路上行駛，環境溫度變化劇烈且車壁較薄，停車在日光下直射時車內溫度可達60-70℃，發動機箱內溫度更高。在這樣的條件下，冷凝溫度很高，可達65℃以上，設計時取冷凝溫度為60℃。通常汽車空調機中使用的制冷劑是R134a，以避免冷凝壓力過高。
汽車空調所用壓縮機最常見的有開啟斜盤式活塞壓縮機、旋片式壓縮機和渦旋式壓縮機。主發動機驅動時，壓縮機安裝在發動機旁邊，其主軸套在電磁離合器輪毅內，結合成一個整體，發動機通過皮帶傳動帶動電磁離合器，壓縮機工作或停止運轉，由電磁離合器線圈電源的接通與斷開來控制，而電源的接通與斷開是山吸氣壓力、車內溫度以及環境溫度等參數通過電控系統控制的。
在中小型汽車上，冷凝器通常布置在主發動機散熱器前方，用散熱器風扇進行冷卻;蒸發器布置在車內前部，用離心風機向車內送風;離心風機用直流三速或四速電機驅動。在大型汽車上，冷凝器可以布置在車頂或車底，單獨設軸流風機冷卻;蒸發器在車內頂部，在車內頂部兩側布置多個出風口。汽車空調器制熱時，其制冷系統不工作，依靠發動機余熱，利用汽車內風道系統送暖風。
