Osnovno načelo HVAC temelji na termodinamičnih ciklih, ki uporabljajo prenos energije za uravnavanje notranje temperature, vlažnosti in kakovosti zraka.
Njegovo delovanje temelji predvsem na temeljnem zakonu prenosa toplote od visokih do nizkih temperatur, pri čemer uporablja fazno spremembo hladilnega sredstva (tekočina v plin) pri različnih tlakih za absorbiranje ali sproščanje toplote. Če za primer vzamemo najpogostejši hladilni cikel s kompresijo pare, sistem sestavljajo štiri osrednje komponente, ki skupaj prenašajo toploto:
Kompresor: kot "srce" sistema stisne nizko-temperaturni,-hladilni plin v visoko-temperaturni,-tlačni plin, s čimer se poveča njegova energijska raven.
Ekspanzijski ventil: visoko{0}}tlačno tekoče hladilno sredstvo se duši, kar povzroči hiter padec tlaka in temperature ter se pretvori v nizko-temperaturo in nizko{2}}mokro paro, ki se pripravlja na naslednji korak absorpcije toplote.
Uparjalnik: Hladilno sredstvo z nizko-temperaturo in nizkim{1}}tlakom absorbira toploto iz zraka v zaprtih prostorih v uparjalniku in izhlapeva v plin, s čimer ohlaja in razvlaževa zrak ter tako doseže "absorpcijo toplote izhlapevanja".
Kondenzator: tukaj visoko-temperaturni in-visokotlačni hladilni plin sprošča toploto navzven (običajno zunanji zrak), se ohlaja in utekočinja v-visokotlačno tekočino, pri čemer se doseže "kondenzacija in sproščanje toplote."