工业冷水机组系统的运作是通过三个相互联系的系统来工作的：制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控系统。

工业冷水机制冷循环

蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并开始蒸发，制冷剂与水之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加）,气态制冷剂通过冷凝器（风冷/水冷）释放热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。

工业冷水机水循环

水泵负责将水从水箱抽出泵到用户需冷却的设备，冷冻水将热量带走后温度升高，再回到冷冻水箱中。

工业冷水机电器自控

包括电源部分和自动控制部分。

电源部分是通过接触器，对压缩机、风扇、水泵等供应电源。

自动控制部分包括温控器、压力保护、延时器、继电器、过载保护等相

互组合达到根椐水温自动启停，保护等功能。

一般10P以上采用水冷式散热，10P以下采用风冷式散热。

 风冷式工业冷水机一般为整体机，及蒸发器、压缩机和冷凝器做在一起。对于稍大功率的风冷式工业冷水机，则需要考虑其工作时冷凝器散热风扇的散热问题。在空调厂房里应用，整体机需要设置排风道将散热风扇吹出的热量引到室外。