復疊式制冷機組通常由兩個部分(也可由三個部分) 組成,分別稱為高溫部分及低溫部分。高溫部分使用中溫制冷劑,低溫部分使用低溫制冷劑,而每一部分都是一個完整的單級或雙級壓縮制冷系統。高溫部分系統中制冷劑的蒸發是用來使低溫部分系統中制冷劑冷凝,而只有低溫部分系統的制冷劑在蒸發時才制取冷量。高溫部分和低溫部分用一個冷凝蒸發器聯系起來,它既是高溫部分的蒸發器,又是低溫部分的冷凝器。

低溫復疊制冷機組大都以R22/ R23 為制冷劑。為滿足環保要求,高溫側制冷劑也可以考慮NH3、R404A、R507等。低溫冷藏與速凍也可以用CO2做低溫側制冷劑。