和汽车发动机一样，制冷系统的机械部件必须进行润滑。这些部件包括整个系统中的压缩机和各种阀门 (含热力膨胀阀)。好冷冻油的目标是保护运动零件、增加压缩机内部的密封性（与粘度有关）、与制冷剂及系统中其他材料化学相容、在制冷剂中的溶解度低且是安全的。
在干式制冷回路中(即直接膨胀式–参见16页 蒸发器温度滑差)，冷冻油经常随制冷剂在回路中流动，并沿路对部件进行润滑。在进行管路设计时必须注意确保油能回到压缩机而不会积存在回路的某些地方。
在满液式制冷系统中，油很容易积存在蒸发器中而不能回到压缩机，油的积存也会使蒸发器的换热效率下降。满液式系统中一般有回油系统来将冷冻油从制冷剂中分离出来（如油分离器），并让油回到压缩机。
因为希望冷冻油和制冷剂混溶, 两者必须相容。冷冻油包括矿物油、烷基苯油、聚酯油(POE)、聚烯醇油、改性聚烯醇油和乙烯醚油。商用空调中最熟悉的两种油是矿物油和聚酯油(POE)。矿物油是天然的（从原油提炼）。聚酯油(POE)是用酒精合成制得的。
