所谓直膨式空调机组，就是制冷系统中由制冷剂在其蒸发(或冷凝)器盘管内直接吸热或放热，对盘管外的空气进行换热，从而实现制冷或制热。
热泵型直膨式空调机组制冷运行时，将来自室内换热器的低温、低压制冷剂气体经压缩机吸入并压缩成高温高压气体进入室外换热器，与室外侧空气进行热交换而成为制冷剂液体，经节流元件节流降压、降温后再回到室内换热器，与室内需调节的空气进行热交换而成为低温低压制冷剂气体。如此周而复始地循环，达到制冷的目的。
制热运行时，制冷剂的流动方向与制冷时相反;压缩机排出的高温高压制冷剂气体在室内换热器中放出热从凝结成液体，经节流阀节流后在室外机换热器中吸收低品位热量，进行热泵制热循环，达到制热的目的。
单冷型直膨式空调机组仅有制冷模式，其工作过程与热泵型机组的制冷运行相同。
直膨式空调机组主要由室内空气处理机组和室外风冷式压缩冷凝机组两大部分组成，两部分用铜管直接连接，管内是制冷剂，空气经蒸发器降温处理后，再经一系列处理后送至室内。无须水泵、冷却塔、风机盘管等配套设备，亦无须冷凝排水管道，安装使用极为方便，此系统设计避免了寒冷地区冬季冻裂水管的问题。
直膨式空调机组氟系统主要部件有:压缩机、室内翅片管式换热器、室外翅片管式换热器、节流元件、四通换向阀(热泵机组专有);直膨式空调机组风侧系统主要部件有室内风机、电动机、过滤器等。
