Au niveau de l'évaporateur, les calories ambiantes sont transférées à un fluide frigorigène, qui s'évapore déjà à basse température en raison de ses propriétés spécifiques.
Pour pouvoir évaporer un liquide, il faut fournir de l'énergie. Ce phénomène est facile à observer avec l'eau. Lorsqu'on chauffe une casserole d'eau à 100°C (on y ajoute de l'énergie thermique), l'eau commence à s'évaporer. Si l'on y ajoute ensuite de l'énergie thermique supplémentaire, la température de l'eau ne continue pas à augmenter. Au contraire, l'eau est entièrement transformée en vapeur.