单级离心式制冷压缩机的工作原理与活塞式制冷压缩机有根本的区别，单级离心式制冷压缩机不是利用活塞在汽缸中压缩制冷剂蒸气使其容积减小的方式来提高其压力，而是依靠制冷剂蒸气本身的动能变化来提高其压力。带有后弯式叶片的工作轮(叶轮)紧装在轴上，工作轮是离心式压缩机的重要部件，因为只有通过它才能将能量传给制冷剂蒸气。为了防止漏气，轴和机体之间有良好的轴封。机体上装有固定的由叶片构成的扩压器。从轴中心来看机体，它具有蜗牛壳的形状，帮称它为蜗壳。单级离心式压缩机的制冷剂蒸气吸入口在轴中心的位置，而压出口则在蜗壳的切线方向。

　　单极离心式制冷压缩机开动时(一般用电动机带动)，工作轮就高速成旋转，后弯式叶片通道内的制冷剂蒸气获得动能也作旋转运动。由于制冷剂蒸气本身的惯性离心力作用，它就不断地沿工作轮外缘的切线方向流出，流经扩压器而入蜗壳，然后由压出口排出。由于扩压器是一个横截面逐渐扩大的环形通道，所以当制冷剂蒸气流过时，流速降低，压力提高，变即为动能减少、静压能增加。当制冷剂蒸气由扩压器进入蜗壳内，由于蜗壳的截面积变随气流方向而逐渐扩大，因此制冷剂蒸气流过蜗壳时，使流速进一步降低，而压力得到进一步提高。显然，扩压器和蜗壳均为转能装置。

　　与此同时，在工作轮中心，由于制冷剂蒸气不断流向工作轮外缘，因而形成一定的真空度，则将低压制冷剂蒸气从吸入管不断吸入。以上所述，就是单级离心式制冷压缩机不断吸入低压蒸气和排出高压蒸气的工作原理。由于这种压缩机只有一个工作轮，以及制冷剂蒸气沿工作轮外缘的切线方向流出是靠其本身的惯性离心力作用，所以称它为单级离心式压缩机。