冷水机系统的运作是通过三个相互联系的系统来工作的：制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控系统。 制冷剂循环系统 蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并开始蒸发，最终制冷剂与水之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加）气态制冷剂通过冷凝器（风冷水冷）吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。 水循环系统 水泵负责将水从水箱抽出泵到用户需冷却的设备，冷冻水将热量带走后温度升高，再回到冷冻水箱中。 电器自控系统 包括电源部分和自动控制部分。 电源部分是通过接触器，对压缩机、风扇、水泵等供应电源。 自动控制部分包括温控器、压力、延时器、继电器、过载等相 互组合达到根椐水温自动启停，等功能。
风冷式冷水机和水冷式冷水机最大的区别就是冷却方式不同，那么在结构上，他们的冷凝器也不同，分别为壳管式和翅片式。水冷式冷水机必须依靠冷却水塔工作,风冷式的则用机身自带的风扇冷却。
水冷式冷水机是利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换，冷媒系统在吸收水中的热负荷，使水降温产生冷水后﹐通过压缩机的作用将热量带至壳管式冷凝器，由冷媒与水进行热交换﹐使水吸收热量后通过水管将热量带出外部的冷却塔散失(水冷却) 水冷式冷水机需要与冷却塔配套使用给冷水机本身散热，水冷式冷水机与风冷式水机同等机型情况下，水冷式冷水机制冷效果较好。
水冷式冷水机，包括水冷箱式冷水机、水冷式冷水机和水冷螺杆式冷水机，它们在使用的时候，需要配套冷却水塔和水泵进行散热以提供循环冷却水，安装相对风冷冷水机来说复杂一点，导致冷水机温度降不下来的因素就要多，比如： 1\所有冷水机在出厂前都进行性能测试，确保机组正常运行。如果在初次使用就出现这个问题，则可能是冷水机配型不对； 2\\初次使用冷水机温度降不下来，还有一个原因是水冷冷水机与冷却水塔、循环水泵、管道之间安装有点小问题，需要根据安装示意图仔细排查。
