所有的制冷壓縮機都需要運動表面的潤滑，潤滑油的輸送可以采用曲軸旋轉產生的飛濺潤滑，或者是單獨油泵的壓力潤滑。部分潤滑油隨著排出氣體被帶出曲軸箱進入系統。因而要求潤滑油與制冷劑相溶，目的是由制冷劑攜帶潤滑油一起通過冷凝器、蒸發器，然后返回壓縮機的曲軸箱。大型制冷裝置因其制冷劑循環量大，要設置排氣油分離器，以提高蒸發器、冷凝器等設備的有效利用率;全封閉壓縮機系統和半封閉壓縮機系統使用的潤滑油必須與電器元件相兼容，且具有良好的絕緣性，礦物油應該是無蠟的。所有的潤滑油要有較低的含水量，以保證系統長期使用時無腐蝕和免于電器絕緣的損壞和“冰塞”現象。
HFC無氯制冷劑需要使用多元醇脂類合成油，CFC設備使用礦物基油潤汾。合成的冷凍機油較昂貴，但其能與所有的鹵代烴類制冷劑一起使用。
壓力潤滑的壓縮機通常安裝油壓差控制器，用以測量實際油壓和當油壓過低時，切斷油循環通路，使壓縮機停止運轉。
因為潤滑油和制冷劑是互溶的，所以當裝置長期停止運行時，制冷劑就可以從蒸發器和冷凝器中遷移到壓縮機的曲軸箱，提高曲軸箱內油面至視油鏡以上。當壓縮機起動時，隨著曲軸箱的壓力下降，原先溶于潤滑油的液體制冷劑就會閃發成氣體。使油氟混合物變成泡沫混合物，致使油泵不能正常運轉，造成軸承缺油潤滑，使曲軸箱變熱。為避免這些情況的發生，系統應設計采用降壓啟動或油加熱等辦法。
半封閉式壓縮機的電機與壓縮機直接連接，曲軸箱和系統壓力在壓縮衫機起動時是平衡的。這是借助于曲軸箱的壓力平衡管和主軸油路系統完成壓力平衡，可防止壓縮機啟動時潤滑油離開壓縮機。
油分離器的作用是將從壓縮機排出的高熱壓縮蒸氣中的潤滑油與蒸氣分離。當高壓蒸氣離開油分離器時，潤滑油被截留在油分離器內，直到油面上升至某一水平，浮子閥打開，潤滑油返回壓縮機的曲軸箱。
