空調膨脹閥的工作原理是控制蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度來控制進入蒸發器的制冷劑流量。

它分為外平衡式和內平衡式。外平衡式膨脹閥在專用空調中應用較多，因為蒸發器有分路且壓降大，使用外平衡式能避免過度關閉，保證正常供液。

膨脹閥由感應機構、執行機構、調整機構和閥體組成。感應機構充注氟利昂工質，感溫包設置在蒸發器出口處，出口溫度與蒸發溫度存在溫差，即過熱度。感溫包感受到溫度后，使感應系統處于對應飽和壓力。當此壓力大于調整彈簧的彈簧力與蒸發壓力之和時，閥芯下移，膨脹閥開啟變大，制冷劑流量增加；反之則開啟變小，流量減小。

膨脹閥和蒸發器存在最佳“匹配”，每臺蒸發器有最小的穩定信號線（MSS 線），在 MSS 線上不同制冷劑對應臨界過熱度，工作點 A 是最佳匹配點，此時蒸發器過熱度臨界，制冷量最大且穩定。膨脹閥合適的過熱度是 5～8℃，由靜裝配過熱度與有效過熱度組成。開啟過熱度約為 3℃，從開始開啟至額定開度的過熱度增量約為 2～5℃，兩者之和就是工作過熱度。

要保證膨脹閥在最佳匹配點，就要保證合適的過熱度，在 5～8℃之間，不在此范圍需調整。另外，空調連續使用幾年后，由于閥針磨損、系統有雜質、閥孔堵塞、彈簧彈力減弱等原因，膨脹閥可能偏離工作點，表現為開啟度偏小或過大。開啟度太小會供液不足，制冷量不足；開啟度過大則可能出現故障。