冷柜的制冷系統由壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、毛細管、蒸發器等組成，原理上與電冰箱的制冷系統相同，其組成更簡單。

圖14-13為臥式直冷式冷柜制冷系統的原理圖。由于冷柜沒有冷藏室，從蒸發器流出的制冷劑蒸汽過熱度很小，為了防止制冷劑液體進入壓縮機，將毛細管繞在壓縮機吸氣管上，構成一個回熱器，用制冷劑液體的熱量加熱回氣，這樣做的好處是一方面增大了制冷量，另一方面可防止液擊。

圖14-14為某一立式直冷式冷柜的制冷系統。為了冷卻壓縮機，系統中加了一個冷卻器。由冷凝器出來的制冷劑，經干燥過濾器進入毛細管節流降壓，先進入頂擱架排管，再到底擱架排管，最后到中擱架排管。毛細管與壓縮機吸氣管并排焊在一起構成回熱器。為了更好地防止液擊，壓縮機的吸氣要先經過氣液分離器。在氣液分離器中，制冷劑氣體與液體分開。氣體直接被壓縮機吸入，微量液體在氣液分離器氣化后再進入壓縮機。