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。
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，最终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。
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。
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。
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。
风冷式工业冷水机也可以做成分体式，将冷凝器直接放到室外去（称室外机），蒸发器和压缩机放在室内（称室内机）。但考虑冷媒在冷凝器和蒸发器间传送过程中的吸热等问题，室内机和室外机间的距离最好控制在6米以内，另外，输送冷媒的铜管需要做保温处理。风扇的供电电缆及控制电缆可以和铜管一起布线走，这样空调厂房只需开洞穿管即可。
对于应用小流量及小散热量风冷式冷水机的工业应用场合，一般选用整体式直接使用，此时可不用考虑其散热问题。对于大流量和大散热量的风冷式冷水机，可选用分体式。
风冷式冷水机其冷凝器冷却效果受外界环境季节气候的变化略有影响，而水冷式冷水机，采用水塔散热效果较稳定，其缺点是需设置水塔，可移动性差。
