Klima uređaji rade tako što uklanjaju toplinu iz zraka unutar prostorije i otpuštaju je vani, što dovodi do smanjenja temperature i vlažnosti zraka u prostoriji. Ovaj proces se obično odvija prema sljedećem postupku:
Usisavanje zraka – Klima uređaj usisava topao zrak iz unutrašnjosti prostorije kroz povratni kanal.
Filtriranje zraka – Zrak prolazi kroz filter koji uklanja prašinu, prljavštinu, alergene i druge zagađivače iz zraka.
Kondenzacija – Toplina koju je klima uređaj usisao iz unutrašnjosti prostorije prenosi se na rashladni plin koji teče kroz zavojnicu kondenzatora. Rashladni plin se hladi i kondenzira se u tekućinu dok se toplina otpušta izvan zgrade.
Ekspanzija – Tekući rashladni plin prolazi kroz ekspanzijski ventil i pretvara se u hladni plin. Kao rezultat ovog procesa, temperatura rashladnog plina se drastično smanjuje.
Isparavanje – Hladni rashladni plin teče kroz zavojnicu isparivača i apsorbira toplinu iz zraka koji prolazi kroz nju. Kao rezultat ovog procesa, hladni zrak se distribuira kroz unutrašnjost prostorije.
Ciklus se ponavlja – Kada rashladni plin apsorbira dovoljno topline iz zraka, ciklus se ponavlja i proces se nastavlja sve dok se željena temperatura i vlažnost ne postigne u prostoriji.
Neki moderni klima uređaji imaju dodatne funkcije, kao što su automatsko podešavanje temperature i vlažnosti, upravljanje putem daljinskog upravljača, mogućnost filtriranja zraka od alergena i drugih zagađivača, a neki čak imaju i mogućnost zagrijavanja zraka tijekom zimskih mjeseci.