表冷器的必要性基于热力学第二定律——根据热力学第二定律，封闭系统内部热能自发的流动方向是单向的，即只能从高热流向低热，在微观世界表现为承载热能的微观粒子只能由有序变成无序。所以，一个热机在有能量输入做功的同时，下游也必须有能量放出，这样上下游才会有热能差距，热能的流动才会成为可能，循环才会继续下去。所以，如果想让承载物重新做功，就必须先把没有完全释放的热能释放干净，这时候就需要用到表冷器。如果周围的热能比表冷器中的温度还要高的话，为了使得表冷器降温，就必须人为做功（一般来说是使用压缩机）。冷凝后的流体重新回归高有序、本地低热能的状态，可以重新做功。表冷器的选择包括形式和型号的选择，并确定流经表冷器的冷却水或空气的流量和阻力。表冷器型式的选择要考虑当地的水源、本地水温、本地气候条件，以及制冷系统总制冷量的大小和制冷机房的布置要求。在确定表冷器型式的前提下，根据冷凝负荷和表冷器单位面积的热负荷来计算表冷器的传热面积，以此来选定具体的表冷器的型号。

液体制冷剂在表冷器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成高温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质（水或空气）放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入表冷器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。表冷器主要部件有压缩机、冷凝器、表冷器、膨胀阀（或毛细管、过冷却控制阀）、四通阀、复式阀、单向阀、电磁阀、压力开关、熔塞、输出压力调节阀、压力控制器、贮液罐、热交换器、集热器、过滤器、干燥器、自动开闭器、截止阀、注液塞以及其它部件组成。