熱力膨脹閥利用蒸發器出口處制冷劑的過熱度來調節閥的開度，從而調節制冷劑流量，適用于沒有自由液面的各種蒸發器，如干式殼管式蒸發器、冷卻盤管、表面式蒸發器、板式蒸發器等，熱力膨脹閥按其通道結構一般是圓錐閥，少數為長方形窗口滑閥，制冷劑在圓錐閥中僅能單向流動，而在長方形窗口滑閥中可以雙向流動。按壓力平衡結構形式，熱力膨脹閥有內平衡式和外平衡式兩種。

圖12-11為內平衡式熱力膨脹閥的工作原理和系統流程示意圖，它由閥體及感應機構，包括感溫包或感溫毛細管、傳送毛細管和膜盒;執行機構，包括膜片、推桿和閥芯;調整機構，即彈簧和調整螺釘等部分組成。

熱力膨脹閥的進液管接冷凝器和出液管，出液口接在蒸發器制冷劑進口管上，感溫包緊貼在蒸發器出口管上。在感溫包中充有感溫工質，感溫工質的壓力隨感溫包的溫度而變，此壓力變化傳送毛細管傳遞到膜盒，膜片上部的壓力隨之而變。