冷藏集裝箱是由角柱、上下端梁通過焊接組成的框架結構，側面板、頂板、箱門是由內側為不銹鋼薄板作內襯、外部是鋁合金板、中間夾有75mm厚聚氨酯泡沫保溫層制成。底板上鋪有T型鋁合金板，具有承重和導風的作用。制冷機組的形式有多種，一般用螺栓整體固定在冷藏集裝箱的前端，并作集裝箱的前壁板使用，與箱體形成一個完整密閉的長方體。制冷機組位于集裝箱前端底部，機組上部是冷凝器、冷凝風機、電控柜、機械溫度記錄儀，最上方是通風窗。
圖4-28是冷藏集裝箱內空氣循環示意，冷空氣從機組下方的供風導板流向箱內，沿著地板導風槽流向箱門，遇到門板內壁后氣流上升，到達內頂板后再從箱門向機組上方的蒸發器回風護柵循環。
機械冷藏集裝箱的制冷機組。制冷機組的制冷原理與蒸汽壓縮式制冷原理相同，但其壓縮機一般帶有噴液冷卻以降低排氣溫度，冷凝后的液體經干燥和過濾后，一部分經過膨脹閥節流進入壓縮機吸氣端對壓縮機進行冷卻，另一部分經過膨脹閥進入蒸發器蒸發吸熱。
冷凝器有風冷和水冷兩種冷卻方式，(圖4-29、圖4-30)。冷藏箱的箱內溫度一般保持在-18~16℃的某個溫度，取決于所運輸貨物的要求。溫度精度控制在±0.25~±0.5℃。同時制冷系統必須能在-30~50℃外界環境條件下運行可靠。
由于受結構尺寸的限制，冷藏集裝箱的制冷量和制熱員都是有限的。它只能維持箱體本身的耗冷最和耗熱量，無法給箱內貨物迅速降溫和加熱。因此，所有貨物應在冷卻到要求的儲藏溫度后才能裝箱，以保證貨物質量。
