大型工業(yè)冷水機組系統(tǒng)的運作是通過三個相互聯(lián)系的系統(tǒng)：制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、電器自控系統(tǒng)。
工業(yè)冷水機的制冷劑循環(huán)系統(tǒng)是蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑吸收水中的熱量并開始蒸發(fā)，最終制冷劑與水之間形成一定的溫度差，液態(tài)制冷劑亦完全蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài)，后被壓縮機吸入并壓縮（壓力和溫度增加） , 氣態(tài)制冷劑通過冷凝器（風冷 / 水冷）吸收熱量，凝結成液體。通過膨脹閥（或毛細管）節(jié)流后變成低溫低壓制冷劑進入蒸發(fā)器，完成制冷劑循環(huán)過程。
水循環(huán)系統(tǒng)是水泵負責將水從水箱抽出泵到用戶需冷卻的設備，冷凍水將熱量帶走后溫度升高，再回到冷凍水箱中。
電器自控系統(tǒng)是包括電源局部和自動控制部分。
大型工業(yè)冷水機組電源局部是通過接觸器，對壓縮機、風扇、水泵等供應電源。自動控制局部包括溫控器、壓力維護、延時器、繼電器、過載保護等相互組合達到根椐水溫自動啟停，維護等功能。