單級制冷壓縮機所能達到的最低蒸發(fā)溫度是有限制的，要想獲得更低的溫度，就需要采用多級壓縮。采用多級壓縮可以從根本上改善制冷循環(huán)的性能指標，多級壓縮制冷循環(huán)的基本特點是分級壓縮并進行中間冷卻。

采用多級壓縮后，每一級的壓力比減小，這樣就會提高壓縮機的輸氣系數(shù)和指示效率，同時由于排氣溫度降低，潤滑情況有了很大改善，保障了壓縮機的運行安全，從理論上講，級數(shù)越多，節(jié)省的功也越多，制冷系數(shù)也就越大。如果是無窮級數(shù)，則整個壓縮過程越接近等溫壓縮。

然而，實際上并不采用過多的級數(shù)，因為每增加一級都需要增添設(shè)備，提高成本，也提高了技術(shù)復(fù)雜性。另外，由于壓縮機不能保持很低的蒸發(fā)壓力，在應(yīng)用中溫制冷劑時，三級壓縮循環(huán)的蒸發(fā)溫度范圍與雙級壓縮循環(huán)相差不大，所以制冷循環(huán)中采用三級壓縮循環(huán)很少，一般采用雙級壓縮循環(huán)。經(jīng)過大量的實驗可知:只有當(dāng)氨制冷系統(tǒng)壓縮比≥8時;氟利昂制冷系統(tǒng)壓縮比≥10時，采用雙級壓縮較單級壓縮更為經(jīng)濟合理。