जब कोई द्रव उबलता है तब उसके वाष्पीकरण, अर्थात् द्रव से वाष्प में परिवर्तन के लिये, ऊष्मा की आवश्यकता पड़ती है, जिसे वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा कहते हैं। यदि कोई द्रव किसी विधि से अत्यंत द्रुत गति से वाष्पित कराया जाय और उसे अन्य किसी स्रोत से ऊष्मा न मिल सके तो वह अपने अंदर की ऊष्मा के व्यय से ही वाष्पित होता है। फलत: वह शीतल होने लगता है।

इस सिद्धांत का प्रयोग विशाल पैमाने पर आधुनिक यांत्रिक प्रशीतन उपकरणों में किया जाता है। इसमें पानी का प्रयोग नहीं किया जाता, क्योंकि यद्यपि इसके वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा का मान काफी ऊँचा होता है, फिर भी निम्न तापों पर उसकी वाष्प दाब अल्प होती है। इस कार्य के लिये अमोनिया, सल्फर डाइऑक्साइड इत्यादि का प्रयोग होता है।

यांत्रिक प्रशीतन व्यवस्था ऊष्मागतिकी (thermodynamics) का एक व्यावहारिक प्रयोग है, जिसमें प्रशीतक द्रव्य (refrigerant) को एक उत्क्रमिक ऊष्माचक्र (reverse heat cycle) में होकर गुजरना पड़ता है। यह चक्र एक इंजन या विद्युत मोटर द्वारा चलता है और इस चक्र में निम्न ताप पर ऊष्मा का निस्सरण होता है। इस उद्देश्य से उत्क्रम कानों-चक्र (reversed Carnot's cycle) उपादेय हो सकता है, किंतु कुछ दृष्टियों से प्रचलित प्रशीतन चक्र कानों चक्र से भिन्न होते हैं, जिसका मुख्य कारण वाष्पीकरण कुंडलों में घुसने के पूर्व वाष्परोधी कपाट (throttle valve) द्वारा द्रव का दाब घटा देने की क्रिया है। इससे कानों के चक्र के लिये अभीष्ट स्थिरोष्म प्रसार की क्रिया होना संभव नहीं रह जाता। साधारणतया व्यवहृत होनेवाले प्रशीतन चक्रों में वाष्प संपीडन (vapour compresssion), अवशोषण, भाप-जेट एवं वायुचक्र उल्लेखनीय हैं। इन चक्रों को समझने से पूर्व ऊष्मा चक्र समझ लेना आवश्यक है।

जूल-टॉमसन विधि द्वारा प्रशीतन
पानी या बर्फ में नमक के संयोग से प्राप्त प्रशीतन व्यवस्था
कम दाब पर द्रव के क्वथन द्वारा प्रशीतन
गैसों के स्थिरोष्म प्रसार द्वारा प्रशीतन