当冰水机启动后，核心部件压缩机就开始不停歇地工作。它负责从蒸发器里抽取已经变成蒸气的制冷剂，然后对这些低压蒸气进行压缩，把它们变成高压且过热的状态。随后，这些高温高压的制冷剂蒸气会被推送到冷凝器中。因为此时压力很高，制冷剂在冷凝器内会释放出大量的热量。这些热量传递给周围的环境介质，比如水或者空气，最终使得原本气态的制冷剂冷却并凝结成液态。制冷剂在冷凝器里放热并凝结成液体后，仍然保持着高压状态。接着，这股高压液体通过节流元件（比如膨胀阀）进入蒸发器。在通过节流元件的过程中，制冷剂的压力从高压急剧降低到低压，随之而来的就是温度的显著下降。在这个降压降温的过程中，部分制冷剂液体会因为压力降低而迅速汽化，变成蒸气，为后续的吸热过程做准备。经过节流降压后的制冷剂混合物流入蒸发器，在这里发生关键的相变过程。制冷剂液体在蒸发器内部吸收周围环境的热量，开始沸腾并逐渐转化为蒸气。这个汽化过程需要吸收大量的汽化热，而这些热量正是从需要被冷却的介质中获取的。随着热量的流失，被冷却介质的温度随之降低，这就实现了制冷的根本目的，让介质变得足够冷。最后，被冷却降温后的介质，比如水，会通过水泵被输送到需要制冷的设备中去发挥冷却作用。很多箱式密封的冰水机内部本身就集成了水泵。只要压缩机保持运转，整个制冷系统的循环就不会中断。制冷剂在压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器之间周而复始地流动，不断地吸收热量并排出热量，从而源源不断地提供低温冷冻水，确保持续稳定的制冷效果。
