制冷最早是用来保存食品和降低房间温度的，随着科学技术与社会文明的进步，制冷技术的应用几乎渗透到工业、农业、建筑、E疗卫生、国防及科学研究等各个领域，并在改善人类的生活质量方面发挥着巨大作用。
除此之外，在微电子技术、大型计算机、新型材料、宇宙开发、生物技术等尖端科学领域中制冷技术也起着十分重要的作用。
　　
一、空气调节
空气调节是制冷技术应用面最广的领域。大多数空调系统都需要利用制冷装置进行空气的温度、湿度调节，构建人们所希望达到的环境条件。根据使用场合的不同，空气调节可分为舒适性空调相工艺性空调与舒适性空调是为人们创造适宜的生活和工作环境。例如:家庭、办公室用的局部空调装置或房间空调器;大型建筑、办公楼、车站、机场、宾馆、E院、商厦、影剧院、游乐厅等公共场所安装的集中式空调系统;汽车、飞机、火车、轮船等交通工具上的空调设施等。舒适性空调的应用不仅有益于人们的身心健康，而且可以提高生产和工作效率，有些生产场所不仅需要为在恶劣环境中工作的人员提供一定程度的舒适条件，而且需要有利于设备工作和加工产品的工艺性空调。例如:高温生产车间、纺织厂、造纸厂、印刷厂、胶片厂、机器设备的操作控制房、精密仪器车间、精密加工车间、精密计量室、计算机房等场所需要空调系统，提供各生产环境必需的温、湿度条件，以保证产品的质量或精密设备的正常工作特性。
　　
二、食品的冷冻和冷藏
制冷技术在冷冻与冷藏上的应用主要是对易腐食品(如鱼、肉、蛋、蔬菜等食品)进行冷加工、冷藏及冷藏运输，以减少生产和分配过程中的食品损耗，保证各个季节市场调配。采用的制冷装置有冷库、冷藏汽车、冷藏船、冷藏列车、冷藏商品陈列柜、冷柜和家用冰箱等。
　　
三、食品加工
生产和加工某些食品，如乳制品、奶酪、浓缩果汁和其他饮料时，制冷都是必不可少的。大规模生产啤酒时，就要依靠制冷来保持8~12℃的发酵温度。此外，某些生物制品和粮食制品采用冷冻千燥的方法储存，能更好地保持食品或材料质量。冷冻干燥是将食品或生物材料先进行低温固化，然后运用抽空的方法使冻结的水分以升华的形式从材料中抽出。一些速溶咖啡的生产厂家就是采用这种工艺进行生产的。
　　
四、工业生产及农牧业
制冷在化学工业中的应用有:气体液化、混合气分离、天然气的液化和贮运、燃料及化肥的生产、带走化学反应中的反应热等。机械制造中，利用制冷对钢进行低温处理(-70--90℃)，可以改变其金相组织，便奥氏体变成马氏体，提高钢的硬度和强度。在钢铁工业中，高炉鼓风需要用制冷的方法先将其除湿，然后再送人高炉，以降低铁水的焦化比，保证铁水质量。在材料回收中，利用材料在低温状态下的冷脆性能，可以对物料进行粉碎回收。目前，低温粉碎技术是回收含钢废旧轮胎中橡胶的最有效方法，农牧业中，制冷用于对农作物种子的低温处理，建造人工气候育秧室，保存优良种高的精液和胚胎等。
　　
五、建筑工程
在建筑方面:浇制巨型混凝土大坝时，可用人工制冷方法来排除混凝土在凝固过程中析出的热量，以防坝体裂缝，并可提高混凝土的强度;在流沙地区开掘矿井或隧道时，可先将其四周土壤冻结，然后在冻土中进行施工，保证施工安全;拌和混凝土时，用冰代替水，利用冰的融化热补偿水泥的固化反应热，能有效地避免大型构件因得不到充分散热而产生内应力和裂缝等缺陷。此外，还可用人工制冷方法建造人工冰球场及溜冰场等。
　　
六、能源与动力工程
在开发和合理使用现有能源、探索代用燃料相新能源、改善能源结构、改善环境条件等方面，制冷技术发挥着越来越重要的作用。例如:天然气开采、贮存和运输、核聚变的开发和利用、磁悬浮高速列车的运行、低温超导技术、氢能的生产私利用等。
　　
七、国防工业
为了考核在高寒条件下工作的发动机、车辆、坦克、大炮等常规武器的性能，在研制和生产过程中往往需要进行环境模拟实验;航空仪表和火箭、导弹中的控制仪器，需在地面模拟高空低温条件进行性能实验，这些都需要利用制冷为其提供低温和低压的环境试验条件。
　　
八、医疗卫生
一些医疗手术，如心脏、肿瘤、白内障的切除，皮肤和眼球的移植手术及低温麻醉等，都需要制冷技术。一些药物、疫苗和血浆等生物样品都需要在低温下贮藏，诸多的现代医疗器械、治疗仪、诊断仪也使用制冷技术，可以说现代医学已经离不开制冷。

制冷技术及其应用
　　
　　制冷几乎包括了从室温至OK附近的整个热力学温标。根据温度的高低，一般将制冷技术划分为以下3个区域:
　　
　　①普通制冷:低于环境温度~-120℃(153K);
　　
　　②深度制冷:-120~-253℃(153-20K);
　　
　　③低温和超低温:-253-接近-273℃(20~接近0K)。
　　
　　在不同温度区域的制冷方法及设备差异较大，但亦有重叠交叉之处。