Loại máy nén này được gọi là máy nén ly tâm vì nó liên tục hút hơi môi chất lạnh vào trong quá trình hoạt động và liên tục đẩy hơi ra ngoài một cách triệt để.
Dựa trên số lượng cánh quạt được lắp trong máy nén, nó được chia thành loại-một giai đoạn và nhiều-giai đoạn. Nếu chỉ có một cánh quạt thì gọi là máy nén ly tâm một cấp; nếu nó bao gồm một số cánh quạt nối tiếp thì nó được gọi là máy nén ly tâm nhiều tầng. Trong hệ thống điều hòa không khí, do mức tăng áp suất tương đối nhỏ nên máy nén một cấp thường được sử dụng. Máy nén lạnh ly tâm được sử dụng trong các ứng dụng khác hầu hết là loại nhiều{8}}cấp. Cấu trúc của máy nén lạnh ly tâm một tầng chủ yếu bao gồm một cánh quạt, một bộ khuếch tán và một vỏ xoắn ốc.
Trong quá trình vận hành, hơi môi chất lạnh đi vào buồng hút theo chiều dọc qua cổng hút. Các cánh dẫn hướng trong buồng hút dẫn hơi chất làm lạnh từ thiết bị bay hơi (hoặc bộ làm mát trung gian) đi vào đồng đều-bánh công tác quay tốc độ cao (bánh công tác còn được gọi là rôto và là bộ phận quan trọng của máy nén lạnh ly tâm vì chỉ thông qua bánh công tác mới có thể truyền năng lượng sang khí). Dưới tác động của các cánh quạt, khí quay với tốc độ cao cùng với bánh công tác, đồng thời do lực ly tâm, nó trải qua dòng khuếch tán trong các kênh cánh quạt, do đó làm tăng cả áp suất và vận tốc của khí.
Khí thoát ra khỏi cánh quạt sau đó đi vào bộ khuếch tán, có diện tích mặt cắt ngang tăng dần (vì khí có vận tốc cao khi chảy ra khỏi cánh quạt, bộ khuếch tán chuyển đổi một phần động năng thành năng lượng áp suất, do đó làm tăng áp suất của khí). Khi khí chảy qua bộ khuếch tán, vận tốc của nó giảm đi, trong khi áp suất của nó lại tăng thêm. Sau khi đi qua bộ khuếch tán, khí sẽ tích tụ trong vỏ xoắn ốc và sau đó được dẫn qua cổng xả đến bộ làm mát khí nạp hoặc bình ngưng.