Рабочим веществом в абсорбционной машине является бинарный раствор, т.е. смесь, состоящая из двух полностью растворимых друг в друге веществ, причем эти вещества имеют резко различные температуры кипения.
Вещество с меньшей температурой кипения является холодильным агентом, а с более высокой температурой кипения – абсорбентом.
Основные элементы абсорбционной холодильной установки – парогенератор 1 с конденсатором 2 и абсорбер 5 – предназначены для непрерывного воспроизводства жидкости высокой концентрации, поступающей затем в испаритель 4 на парообразование, и жидкости низкой концентрации, служащей для абсорбции (поглощения) концентрированного пара.
Для испарения жидкости к парогенератору 1 подводится тепло q0 при температуре t1, которая должна быть не ниже температуры кипения при данном давлении.
Пар поступает в конденсатор 2, где конденсируется, отдавая тепло конденсации q/1 охлаждающей воде, имеющей температуру окружающей среды. Образовавшаяся жидкость высокой концентрации дросселируется в регулирующем вентиле 3 от давления p1 до давления р2. При дросселировании температура жидкости понижается до температуры более низкой, чем в охлаждаемом помещении.
После этого жидкость поступает в находящийся в охлаждаемом помещении испаритель 4. Вследствие того, что температура жидкости меньше температуры охлаждаемого помещения, жидкость испаряется, поглощая тепло q2. Образующийся при этом пар, имеющий температуру t2 и давление р2, поступает из испарителя в абсорбер 5, где абсорбируется при температуре t0 > t2, отдавая тепло абсорбции q//1 охлаждающей воде.
При кипении жидкости в генераторе 
концентрация холодильного агента в жидкости понижается, а в абсорбере вследствие поглощения концентрированного пара, наоборот, повышается. Для поддержания концентраций в обоих аппаратах неизменными, между ними осуществляется циркуляция либо при помощи насоса 6, либо естественным путем за счет разности плотностей растворов разной концентрации. По пути из генератора в абсорбер жидкость дросселируется регулирующим вентилем 7.
Так как затрата энергии в абсорбционной холодильной машине производится в виде тепла (работа, затрачиваемая на привод насоса, незначительна), то эффективность ее действия характеризуется коэффициентом использования тепла, равным отношению количества тепла, отнятого от охлаждаемого объекта q2, к затраченному на это теплу q0 
.
С термодинамической точки зрения идеальная абсорбционная холодильная установка может рассматриваться как совокупность трех тепловых резервуаров.
В первой резервуар (генератор) поступает тепло q0 (пл. 1-2-3-4-1) при наивысшей температуре Т1;
во второй резервуар (испаритель) вводится тепло q2. (пл. 4-5-6-7-4) при наинизшей температуре Т2;
из третьего резервуара (конденсатора и абсорбера) отводится тепло q1 = q1+q//1 (пл. 1-8-9-7-1) при температуре охлаждающей воды Т0, равное сумме подведенных теплот, т.е.
,
где q/1 – тепло, отведенное в конденсаторе; q//1 – тепло, отведенное в абсорбере.