制冷技術的主要理論基礎是熱力學。熱力學是研究熱能與機械能之間相互轉換規律的學科。主要研究能量轉換的客觀規律(即熱力學的基本定律)和工質的基本熱力性質及熱力裝置的工作過程，制冷機中制冷劑的吸放熱過程及壓縮過程都是通過制冷劑的狀態變化來實現能量交換的。

    熱力學主要包括熱力學第一定律、第二定律。由此在分析熱機和冷機工作過程中會用到卡諾循環。