Funktionen af en luftkølet køleenhed kan virke indlysende, da den er designet til at køle dens indhold. Selvomluftkølet nedkølingprocessen kan virke simpel, der er en hel del teknisk knowhow, der går ind i at producere de lave temperaturer i en luftkølet kølemaskine. Den grundlæggende teori omluftkølet kølerer afhængig af overførsel af varme eller dens fjernelse fra varme væsker såsom vand.
Varmeoverførselsprocessen starter fra en fordamper, der har kølemiddel i rørene bundtet omkring sig. Når væsken strømmer gennem rørene, absorberes varme fra indholdet af rørene for at danne en overophedet damp. En kompressorenhed trækker de afkølede dampe fra fordamperen og sender dem til kondensatoren, der øger temperaturen og trykket. I kondensatorens rør bliver kølemidlet til en underkølet væske, hvilket betyder, at varmen er blevet afvist.
Den tryksatte væske bevæger sig gennem en ekspansionsanordning og tilbage til fordamperen, hvor trykket og temperaturen reduceres. Cyklussen er afsluttet, når kølemidlet strømmer tilbage over de afkølede vandspiraler, hvor mere varme absorberes.