壓縮：制冷劑在壓縮機中被壓縮成高溫高壓的氣體。這個過程中，制冷劑吸收了外界的熱量，使其溫度升高、壓力增大。
冷凝：高溫高壓的制冷劑流入冷凝器，將熱量釋放到外部環境中（例如通過風扇或自然對流），從而使制冷劑由氣態變為液態。這一步驟是制冷劑釋放熱量的過程。
節流：液態制冷劑經過節流裝置（如膨脹閥）時，壓力降低，溫度也隨之降低。這一步驟是為了使制冷劑在進入蒸發器前達到適當的溫度和壓力。
蒸發：低溫低壓的制冷劑流入蒸發器，吸收內部空氣或循環介質的熱量，從而實現制冷效果。蒸發后的制冷劑再次進入壓縮機，開始下一個制冷循環。
在加熱過程中，冷熱一體機主要利用電加熱或其他熱源對水或其他循環介質進行加熱。同時，也可以利用熱泵技術，通過改變制冷劑的流向和狀態來實現制熱。具體來說，熱泵循環中的蒸發和冷凝過程與制冷循環相反：
蒸發：在制熱模式下，低溫低壓的制冷劑在外部換熱器（此時作為蒸發器）中吸收外部環境的熱量，然后變為氣態。
壓縮：氣態制冷劑被壓縮機壓縮成高溫高壓的氣體。
冷凝：高溫高壓的制冷劑在室內換熱器（此時作為冷凝器）中釋放熱量，將熱量傳遞給循環介質（如水或油），從而實現制熱效果。冷凝后的制冷劑再次進入節流裝置，開始下一個熱泵循環。
冷熱一體機通常使用導熱油或水作為循環介質。循環泵浦驅動傳熱介質從裝有內置加熱器的設備中到達控溫設備，再從控溫設備回到冷熱一體機。控制器根據溫度傳感器測量的熱流體溫度或控溫設備內部溫度，調節熱流體的溫度，從而實現對控溫設備的精確控溫。
現代冷熱一體機通常配備智能控制系統，可以根據設定的溫度自動調節制冷和制熱過程，以滿足不同的工藝需求。當需要同時制冷和加熱時，設備通過智能控制系統實現冷源和熱源的切換。