制冷技術的理論基礎是工程熱力學。工程熱力學研究熱能與機械能之間轉換的一般規(guī)律，這些規(guī)律包括在能量傳遞和轉化過程中量的關系(熱力學第一定律)，以及轉化方向和條件關系(熱力學第二定律)。

    熱力學第一定律：熱能和機械能可以相互轉換，但能量的總量必定守恒。

    熱力學第一定律揭示了自然界中能量轉換和轉移時的數(shù)量守恒關系。無數(shù)事實表明，凡是不符合熱力學第一定律的過程都是不可能實現(xiàn)的。

    熱力學第二定律有以下兩種代表性的說法。

   （1）克勞修斯說法：熱量不能自動地、不付出代價地從低溫物體傳到高溫物體。

   （2）開爾文一普朗克說法：不可能制造出一種只從一個熱源吸收熱量，使它完全變?yōu)闄C械能而不引起其他變化的循環(huán)熱機。

    熱力學第二定律明確提出了所有熱機循環(huán)的熱效率不可能達到百分之百。那么在一定條件下熱效率最高究竟能達到多少？在19世紀初，蒸汽機雖然得到了廣泛的應用，但其熱效率卻一直很低，只有3%~5%，95%以上的熱量不能利用。因此，如何改進熱機，從理論上研究提高熱機的熱效率，就變得十分迫切。當時卡諾提出了一種理想的循環(huán)，它只與一個高溫熱源和一個低溫熱源交換能量。沒有散熱、漏氣和摩擦等因素存在。遵循這種循環(huán)的熱機稱為卡諾熱機，其熱效率最高。