离心式制冷压缩机属于速度型压缩机，它的工作原理与容积式制冷压缩机有着根本的区别，它不是利用容积的减小来提高制冷剂蒸气的压力，而是先利用旋转的叶轮对蒸气做功，使蒸气获得动能，然后将动能转变为限力能来提高蒸气的压力。单级离心式制冷压缩机的工作原理如下:压缩机叶轮旋转时，制冷剂蒸气由侧面吸气室通过进口可调导流叶片进入叶轮流道，在叶轮叶片的推动下蒸气随着叶轮一起旋转，由于离心力的作用，蒸气沿着叶轮流道径向流动井离开叶轮，同时，在叶轮进口处形成低压，蒸气由吸气管不断被吸入。在此过程中，叶轮对蒸气做功，使其动能和压力能场加，蒸气的压力和流速得到提高，接着，从叶轮出来的蒸气高速进入扩珠器，而后进入蜗壳，扩压器是一个截面逐渐扩大的环形通道，蒸气流过扩压器时速度减小而压力升高。蜗壳把从扩口器出来的蒸气汇聚起来，并对蒸气进行一定的减速和扩压，使得制冷剂蒸气获得较高的压力后经排气管输送至冷凝器，这样就完成了对制冷剂蒸气的整个压缩过程。
由于单级离心式制冷压缩机不可能获得很大的压缩比，而为了使制冷剂蒸气的压力提高，多级离心式制冷压缩机利用弯道和回流器将气体引入下一级叶轮进行继续压缩，鼓后由末级引出机外，从而获得较高压力的制冷剂蒸气。
离心式制冷压缩机制冷量的调节主要是根据用户对冷负荷的需要来调节，通常用四种方法，即改变压缩机转速的调节、进气节流调节、采用可调节进口导流叶片调节和改变冷凝器冷却水量的调节。
当冷凝压力过高或制冷负荷过小时，离心式制冷压缩机会产生喘振现象，而不能正常工作。为此，必须进行保护性的反喘振调节，旁通调节法是反喘振调节的一种措施。当要求压缩机的制冷量减小到喘振点以下时，可从压缩机排出口引出一部分气态制冷剂不经过冷凝器而流入压缩机的吸入口。这样，即减少了流入蒸发器的制冷剂流量，相应减少制冷机的制冷量，又不致使压缩机吸入量过小，从而可以防止喘振发生。
