W przeszłości produkowane i eksploatowane pojazdy dla zapewnienia odpowiedniego komfortu jazdy były wyposażone w systemy nawiewu ciepłego powietrza, używane w zależności od pory roku i temperatury na zewnątrz i wewnątrz kabiny. Przy tego typu systemie, zwłaszcza w okresie letnim, nie można było jednak zagwarantować najkorzystniejszych dla kierowcy i pasażerów warunków klimatycznych, które występują przy temperaturze od 20 do 27oC i wilgotności 40-60%. Takie warunki zapewniło dopiero wprowadzenie układów klimatyzacji.

Obecnie stosowane w samochodach systemy klimatyzacji i ogrzewania gwarantują regulację temperatury i wilgotności oraz odpowiednią cyrkulację powietrza w kabinie poprzez schładzanie powietrza wewnątrz, gdy na zewnątrz jest gorąco lub jego ogrzewanie, gdy na zewnątrz jest zimno. Układ klimatyzacji utrzymuje zadane przez kierowcę wielkości parametrów temperaturowych dla poszczególnych miejsc wewnątrz kabiny. Zasada działania układu klimatyzacji wykorzystuje zjawisko wchłaniania ciepła we wnętrzu pojazdu i przenoszenia go na zewnątrz do otoczenia. Dzięki niemu możliwe jest utrzymywanie we wnętrzu pojazdu temperatury na poziomie 10-15oC poniżej temperatury otoczenia. Możliwe jest to dzięki wykorzystaniu zmiany parametrów przemieszczającego się w układzie klimatyzacji czynnika chłodniczego.
Samochodowe układy klimatyzacji składają się z:
- sprężarki,
- skraplacza,
- filtra odwadniacza lub zasobnika czynnika chłodniczego,
- zaworu rozprężnego lub dyszy dławiącej,
- parownika,
- układu rurek sztywnych i przewodów elastycznych.

W układzie klimatyzacji wydzielić można dwa obwody: wysokiego i niskiego ciśnienia. Pomiędzy sprężarką a zaworem rozprężnym lub dyszą dławiącą usytuowana jest granica pomiędzy obwodem wysokiego i niskiego ciśnienia układu klimatyzacji. W układzie wysokiego ciśnienia czynnik chłodniczy ma podwyższoną temperaturę i ciśnienie. W układzie niskiego ciśnienia czynnik odpowiednio ma niższą wartość ciśnienia i temperatury.
Za przemieszczanie się czynnika chłodniczego i zwiększanie jego ciśnienia w układzie odpowiedzialna jest sprężarka napędzana paskiem z wału korbowego silnika pojazdu. Do czynnika chłodniczego dodawany jest olej sprężarkowy, chroniący sprężarkę przed zatarciem.
Kolejnym elementem układu klimatyzacji samochodowej jest skraplacz. Umiejscowiony jest on bezpośrednio przed chłodnicą silnika i spełnia funkcję wymiennika ciepła. Dopływający do górnej części skraplacza czynnik chłodniczy w postaci gorącej, sprężonej pary przepływa przez jego kanaliki, oddając przy tym duże ilości ciepła, na skutek czego zmienia się stopniowo w ciecz poprzez skraplanie. Proces schładzania wspomagany jest pracą wentylatora.

W przypadku konstrukcji układu klimatyzacji z filtrem odwadniaczem czynnik chłodniczy w postaci cieczy po opuszczeniu skraplacza przepływa właśnie do filtra odwadniacza, w którym następuje oczyszczenie czynnika i usunięcie z niego wilgoci. Filtr odwadniacz pełni również funkcję zapasowego zbiornika dla ciekłego czynnika opuszczającego skraplacz. Dalej czynnik w postaci cieczy o wysokim ciśnieniu przepływa do zaworu rozprężnego, w którym odbywa się regulacja dopływu czynnika chłodniczego do parownika poprzez obniżenie jego ciśnienia i temperatury gwarantującej całkowite jego odparowanie w parowniku, który jest wymiennikiem ciepła. Przepływ chłodnego czynnika przez rurki parownika powoduje, że ciepło przechodzi z cieplejszego powietrza do chłodniejszego czynnika chłodniczego, efektem czego jest odparowanie ciepłego czynnika i zmiana stanu skupienia z cieczy o niskim ciśnieniu na parę o niskim ciśnieniu. Zadaniem parownika jest więc odebranie ciepła z wnętrza pojazdu. Czynnik chłodniczy po przejściu przez parownik jest parą o niskim ciśnieniu i powraca do sprężarki. Z tego miejsca rozpoczyna się kolejny obieg czynnika chłodniczego w układzie.
W przypadku układów klimatyzacji z dyszą dławiącą czynnik chłodniczy w postaci cieczy o wysokim ciśnieniu wpływa do dyszy dławiącej, która ogranicza przepływ i redukuje jego ciśnienie. Przepływ czynnika przez dyszę zależy wyłącznie od pracy sprężarki, która przerywana jest temperaturowym lub ciśnieniowym wyłącznikiem sprężarki. Dalej czynnik chłodniczy w postaci cieczy o niskim ciśnieniu przepływa do parownika, w którym tylko jego część zamieniona zostaje na parę, chłodząc powietrze przepływające przez parownik. Czynnik chłodniczy w postaci mieszanki cieczy i pary o niskim ciśnieniu przepływa dalej do zasobnika, który zabezpiecza układ przed wilgocią oraz pełni rolę zapasowego zbiornika na ciekły czynnik wypływający z parownika. Czynnik w postaci cieczy zbiera się na dnie zasobnika, a sprężarka zasysa go w postaci pary przez kalibrowaną rurkę powrotną.

Ze względu na stopień automatyzacji procesu regulacji temperatury we wnętrzu kabiny pojazdu konstrukcje układów klimatyzacji można podzielić na trzy grupy:
- manualne,
- z regulacją temperatury,
- automatyczne.