壓縮機與排出器完全獨立地分開安置，兩者間通過細管相連接。可避免或減少壓縮機振動對冷頭的影響，使被冷卻器件遠離振動源，如圖32-7所示。壓縮腔與膨脹腔之間的相位控制采用氣動型膨脹機，排出器由壓縮機產生的周期性壓力波驅動，排出器及其支承彈簧組成一個受迫振動系統，其阻尼力能產生合適的相位差，使排出器的運動比壓縮活塞運動總是超前一個相位角，從而產生有效的制冷效應。
圖32-7所示的分置式斯特林制冷機采用線性電動機驅動的對置式壓縮機，兩個單活塞在同一軸線上對稱布置，壓縮活塞與壓縮氣缸間采用5~155m的間隙迷宮密封，這主要是為了減小軸向振動。
斯特林制冷機被認為是回熱式低溫制冷機的先馭，VM制冷機、G-M制冷機、索爾文制冷機、脈管制冷機等都可以看作斯特林制冷機的變體。這在VM制冷機上表現得尤為明顯，如果將斯特林制冷機的機械式壓縮機由一個高溫排出器、高溫回熱器及一個加熱器組成的熱壓縮系統來取代，它便變成了一個VM制冷機。
