制冷系统是冷库的 “心脏”，由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器四大件组成。工业冷库常用半封闭活塞机组、螺杆机组，功率大、稳定性高，适合长时间高负荷运行。压缩机是核心，必须匹配库容与温度，小机带大库会一直不停机，最终烧毁。
蒸发器常见冷风机（风冷）和排管。冷风机降温快、均匀、适合快速降温；排管降温柔和、省电、适合长期储存。
冷凝器分风冷和水冷。风冷安装简单、维护方便；水冷散热更好、更省电，但需要水源与冷却塔。工业大容量冷库优先水冷，环境受限选用风冷。
制冷管路要保温、密封、固定牢固，避免震动、漏氟、结霜。系统抽真空、加氟量必须，直接影响制冷效果与机组寿命。