Princip činnosti šroubové chladicí jednotky je následující: plynné chladivo vystupující z výparníku podléhá adiabatické kompresi v kompresoru a přechází do stavu vysoké{0}}teploty a vysokého{1}}tlaku. Toto stlačené plynné chladivo pak prochází izobarickým chlazením a kondenzací v kondenzátoru. Po kondenzaci do kapalného stavu prochází chladivo expanzním ventilem, kde expanduje na nižší tlak a stává se směsí plyn-kapalina. Kapalné chladivo ve výparníku -nyní při nízké teplotě a nízkém tlaku- pohlcuje teplo z ochlazované látky a opět se vrací do plynného stavu. Toto plynné chladivo pak proudí zpět potrubím do kompresoru, čímž se spustí nový chladicí cyklus.
Nízkoteplotní šroubové chladiče jsou speciálně optimalizovány tak, aby splňovaly požadavky na nízké-teploty. Používají specializované nízkoteplotní šroubové kompresory navržené pro nasávání nízko-teplotního a nízkotlakého- chladiva. Tyto nízkoteplotní jednotky používají chladiva s nízkým bodem varu,-jako je R23 (bod varu: -82 stupňů) nebo R507A (bod varu: -46,7 stupně). Výparník se vyznačuje vysoce účinnou skořepinovou-a-trubicí nebo spirálovou-deskovou strukturou; nízkoteplotní chladivo proudí vnitřkem trubek, zatímco sekundární chladivo (nebo teplonosné médium) cirkuluje vně. Jak chladivo absorbuje teplo ze sekundárního chladiva, odpařuje se a efektivně ochlazuje sekundární chladivo až na požadovanou nízkou teplotu.
