吸收-扩散式制冷装置的工作原理主要是利用热虹吸来代替泵推动溶液循环，在蒸发器中利用氢气扩散原理使制冷剂分压力突降来实现沸腾，从而达到制冷的目的。
吸收-扩散式制冷装置中充注三组分工质：制冷剂氨、吸收剂水、扩散剂氢。整个装置中没有机械运动部件，也不需要任何机械能驱动。只要提供适当的热源（燃气、电能），就能使装置中的工质不断循环，经过吸热和放热过程而产生制冷效果。因此，它可以作为吸收式冰箱的制冷机组，制成无噪声、无振动的家用冰箱。
吸收-扩散式制冷装置的工作原理如图2-6所示。用热源对发生器进行加热，使氨水浓溶液沸腾，产生氨和水的混合蒸气上升至气水分离器，分离出的水滴在重力作用下进入下降管；氨蒸气和水蒸气继续上升进入精馏器；散去部分热量后一部分水蒸气冷凝成液体后返回气水分离器，提高纯度的氨气上升进入冷凝器，并被冷凝成氨液；氨液沿着倾斜管进入蒸发器，在蒸发器中氨和氢混合气体的总压力为1.337MPa，其中氢的分压力为1.264MPa，氨的分压力为0.108MPa，氨对应的饱和温度为-32℃，因此降压后的氨液可在蒸发器中气化吸热；氨液进入蒸发器中利用扩散原理使其分压力降低来实现蒸发制冷；氨和氢的混合气体进入贮液器与从吸收器流下来的稀氨水接触，氨蒸气逐渐被吸收而使蒸发器出口压力维持稳定的低压；在吸收器中的氢不溶于水，密度又小，因此可沿平衡管上升，返回蒸发器以补充氢的不足；可见平衡管中充满氢是使蒸发器中氨蒸气分压力降低的必要条件，氢的作用起着类似于节流阀的作用；吸收器中形成浓氨水进入贮液器后，继续供给发生器，以补充因加热而上升的氨和水，如此循环。
图2-6 吸收-扩散式制冷装置的工作原理图
1.热源 2.发生器 3.气液分离器 4.精馏器 5.冷凝器 6.蒸发器 7.冰箱外壳 8.贮液器 9.吸收器 10.下降管 11.平衡管
在系统中氨的主循环路径是2→3→4→6→9→8→2；水的循环路径是2→3→10→9→8→2；氢的循环路径是6→8→9→11→6。
扩散剂的作用是保证蒸发器中混合气体的高压力，其中制冷剂蒸气的分压力很低，这样制冷剂液体就会不断地蒸发并扩散到氢气中，从而获得低温。