国产进口超低温冰箱的制冷系统基本采用复叠式制冷的工作原理，选用两台全封闭压缩机作为高、低温级压缩机使用。低温级蒸发器的紫铜管以盘管形式直接盘附于内箱体外侧，并用导热胶泥填堵于盘管与箱壁之间的缝隙中，以增加热交换效果。冷凝蒸发器为壳管式结构，内部为四管螺纹型紫铜管，采用逆流式热交换方式。

    国产进口超低温冰箱采用多级蒸气压缩制冷循环的必要性：

    国产进口超低温冰箱为了获得更低的蒸发温度（-40～-140℃），同时又能使压缩机的工作压力控制在一个合适的范围内，就要采用多级压缩循环。采用多级压缩可以从根本上改善制冷循环的性能指标。多级压缩制冷循环的基本特点是分级压缩并进行中间冷却。采用多级压缩后，每一级的压力比减小，提高了压缩机的输气系数和指示效率，同时由于排气温度降低，润滑情况有了很大改善，保障了压缩机的运行安全。

    国产进口超低温冰箱从理论上讲，级数越多，节省的功也越多，制冷系数也就越大。如果是无穷级数，则整个压缩过程越接近等温压缩。然而，实际上并不采用过多的级数，因为每增加一级都需要增添设备，提高成本，也提高了技术复杂性。另外，由于压缩机不能保持很低的蒸发压力，在应用中温制冷剂时，三级压缩循环的蒸发温度范围与两级压缩循环相差不大，所以制冷循环中采用三级压缩循环很少，一般采用双级压缩循环。